KONSEP PERKEMBANGAN PEMROSESAN DATA SERT
KONSEP PERKEMBANGAN PEMROSESAN DATA SERTA
HUBUNGANNYA DENGAN UNIT PERHITUNGAN DAN LOGIKA
(ALU) PADA CPU(CENTRAL PROCESSING UNIT)
Hafizah
Sistem Informasi, STMIK TRIGUNA DHARMA, Medan, trigunadharma.ac.id
Tehnik Informatika, UPI_YPTK PADANG, Padang,
Abstract
Computer is an electronic calculating machine that quickly accepts digital input information and process
information according to a set of instructions stored in the computer and generates information that is generated
after processing. A list of commands is called computer programs and computer memory storage unit is.
Computer functional units are: input, memory, arithmetic and logic, output and control. Broadly speaking, the
computer can be divided into four main structures which are all related to each other. The presence of input
device (input unit), the presence of Storage device (storage), CPU (Central Processing Unit) as well as the
processing unit Divece Output (Output Units). CPU itself is the brain or processing resources on a computer
that means working system depend on them. CPU basically have three main components, namely registers,
control
unit
and
arithmetic
and
logic
unit
(ALU)
Keywords: Computers, CPU, devices, ALU
Abstrak
Komputer adalah sebuah mesin hitung elektronik yang secara cepat menerima informasi masukan digital dan
mengolah informasi tersebut menurut seperangkat instruksi yang tersimpan dalam komputer tersebut dan
menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah. Daftar perintah tersebut dinamakan computer
program
dan unit penyimpanannya adalah memory computer. Unit-unit fungsional Komputer adalah :
masukan, memori, aritmetika dan logika, keluaran dan control. Secara garis besar komputer dapat dibagi
menjadi 4 struktur utama yang keseluruhannya saling berhubungan satu dengan lainnya. Adanya input device
(unit masukan), adanya Storage device (tempat penyimpanan), CPU (Central Processing Unit) sebagai unit
pemroses serta Output Divece (Unit Keluaran). CPU sendiri merupakan otak atau sumber pemroses pada
komputer yang berarti sistem kerja bergantung kepadanya. CPU pada dasarnya mempunyai 3 komponen utama
yaitu register, unit kontrol dan unit aritmatika dan logika (ALU)
Kata Kunci : Komputer, CPU, device, ALU
1.
2.
PENDAHULUAN
Pada awalnya komputer merupakan alat
bantu hitung sederhana, sehingga sesuai
pergantian zaman dan perkembanagan
teknologi dan informasi, komputer juga
mengalami perkembanagan yang signifikan.
Oleh karena itu perkembanagan komputer ini
juga menjadi daya tarik tersendiri untuk
mengadakan penelitian ilmiah yang berkaitan
dengan berkembangnya komputer dan cara
kerjanya yang semakin menakjubkan.
Komputer yang pada dasarnya memiliki 4
struktur utama yaitu sebagai : unit masukan,
unit penyimpanan, unit pemroses dan unit
keluaran ini seakan menggantikan fungsi
utama awal diciptakannya komputer yanbg
hanya sekedar alat bantu hitung. Sehingga
penelitian ini dititik beratkan pada unit
pemrosesannya dan fungsi utama awal
diciptakannya komputer sebagai alat bantu
hitung.
Permasalahan yang dihadapi adalah bagaimana
sebuah komputer mampu mengerjakan seluruh
perintah yang dilakukan oleh manusia dan bagiamana
kaitannya dengan alat bantu hitung sebagai fungsi
utama awal diciptakannya komputer. Oleh karena itu
penelitian ini bertujuan untuk membantu menjawab
pertanyaan seputar bagaimana komputer itu bekerja,
mengolah perintah yang dilakukan oleh unit pemroses
dan bagaimana dengan fungsi awal komputer sebagai
alat bantu perhitungan.
LANDASAN TEORI
Pada pembahasan kali ini, penelitian ini
diambil berdasarkan sumber studi literatur
dari berbagai jurnal dan penelitian lainnya,
sehingga terdapat beberapa sumber teori
tentang CPU yang akan dibahas.
CPU terdiri dari beberapa bagian yang
berbeda yang saling berintegrasi dalam
membentuk fungsinya secara bersamaan.
Pada bagian ini akan dibahas perkembangan
arsitektur CPU dari tiga generasi yaitu
generasi pra komputer yang akan diwakili
oleh arsitektur mesin Analitis Babagge,
generasi komputer pertama yang stored
program yang diwakili oleh mesin Von
Noumann dan generasi komputer modern.
Nah dimana awal perkembangan komputer adalah:
1. Pada tahun 1843, seorang professor
matematika dari Universitas Cambridge Inggris yang
bernama Charles Babbage, menemukan suatu konsep
pemrosesan data yang menjadi dasar kerja dan
prototipe dari komputer-komputer jaman sekarang.
Mesin tersebut dikenal dengan nama Babbage’s
Analytical Engine.
Mesin Analitis Babbage merupakan alat mekanis
pertama
yang
mampu
dipergunakan
untuk
menjalankan beberapa algoritma. Artinya mesin
tersebut sudah dapat dipergunakan untuk berbagai
keperluan. Programming mesin tersebut dilakukan
langsung oleh seorang programmer yang pada waktu
itu dilakukan oleh Ada Augusta Lovelace (penemu
bahasa ADA sebagai bahasa pemrograman pertama di
dunia).
3.
Mesin Babbage memiliki empat blok utama dalam
menjalankan fungsinya:
a. Bagian input, digunakan untuk membaca
instruksi-instruksi dan data dari kartu
berlubang.
b. Bagian penyimpanan, memuat 1000 Word yang
masing-masing terdiri dari 50 digit
desimal. Bagian tersebut digunakan untuk menyimpan
operand-operand matematika
dari suatu perhitungan.
c. Bagian pengolah, digunakan untuk melakukan
pemrosesan data berdasarkan
instruksi yang diberikan oleh kartu-kartu plong.
d. Bagian output, terdiri dari output tercatat dan
output tercetak yang digunakan untuk
menyimpan serta menampilkan hasil pengolahan.
Salah satu kelemahan mesin ini yang bukan
merupakan konsep komputer modern adalah
bahwa
mesin ini belum stored program atau tidak mampu
menyimpan program secara tetap.
2. Pada Tahun 1952, yaitu Mesin Von
Neumann dalam hal ini mewakili mesin komputer
generasi pertama yang bersifat stored program. John
Von Neumann adalah seorang ahli matematika dan
anggota Institute of Advance Study di Princention
New Jersey yang bekerja sama dengan H.H. Goldstine
dan A.W. Binks mengajukan suatu makalah yang
menyarankan bahwa dalam pembuatan komputer
sebaiknya menggunakan angka binary. Konsep
tersebut pada akhirnya menjadi tonggak sejarah dalam
terciptanya komputer digital yang akhirnya membawa
Neumann pada julukan “promoter of the stored
program (software) concept”.
komputer modern yaitu Arithmetic Logic dan Control
Unit yang merupakan bagian dari Central Processing
Unit.
3. Pada tahun
komputer modern
1980-an
mulai
terbentuk
Rancangan dasar mesin yang diberi nama IAS ini
adalah konsep Neumann yang menyatakan bahwa
pemrograman komputer secara langsung dengan
menggunakan banyak tombol dan kabel adalah
sesuatu yang melelahkan, lambat dan tidak fleksibel.
Untuk itu dia berpikiran bahwa sebuah program dapat
diwakili dalam bentuk digital dan tersimpan secara
tetap dalam memori komputer secara bersama-sama.
Sketsa arsitektur dari rancangan tersebut adalah sepert
pada gambar
Gambar diatas merupakan arsitektur CPU modern
secara umum. Dapat dilihat bagian-bagian CPU yang
lebih lengkap seperti Register, Control Unit, Kendali
I/O (Interconection) dan Arithmetic Logic Unit.
Dibawah ini merupakan gambar bagian –bagian
dari CPU modern secara umum.
Dari gambar di atas, dapat diketahui bahwa mesin
Neumann memiliki lima bagian utama
sebagai berikut :
1. Unit Input untuk membaca data dan instruksi
yang diberikan.
2. Main Memory terdiri dari 4096 Word satu
word memuat 40 bit biner.
3. Arithmetic Logic sebagai bagian yang
berfungsi sebagai unit pemrosesan.
4. Control Unit sebagai pengendali kerja antar
komponen arsitektur.
5. Unit Output untuk menampilkan hasil
pengolahan data yang dilakukan ALU dan
CU.
Dari arsitektur mesin tersebut terlihat bahwa mesin ini
sudah memiliki bagian-bagian yang menjadi prototipe
Dimana terdapat tugas dan fungsi dari masing-masing
bagian yang dapat dijabarkan sebagai berikut:
Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas
membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer
Control Unit, bertugas mengontrol operasi
CPU dan secara keseluruhan mengontrol komputer
sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen
dalam menjalankan fungsi - fungsi operasinya
- Registers, adalah media penyimpan internal
CPU yang digunakan saat proses pengolahan data
CPU Interconnections, adalah sistem
koneksi dan bus yang menghubungkan komponen
internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register register dan juga
dengan bus - bus eksternal CPU yang menghubungkan
dengan sistem lainnya.
Sehingga dari bagian-bagian tersebut dapat ditarik
kesimpulan bahwa CPU mempunya fungsi untuk:
Menjalankan program - program yang
disimpan dalam memori utama dengan cara
mengambil instruksi - instruksi, menguji instruksi
tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur
perintah.
Proses Eksekusi Program adalah dengan
mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua
langkah, yaitu operasi pembacaan instruksi (fetch) dan
operasi pelaksanaan instruksi (execute).
Prinsip operasi pada CPU dapat dibagi menjadi 4
prinsip utama, yang dapat digambarkan sebagai
berikut:
Fungsi Operasi Penyimpanan Data yaitu
dimana data disimpan pada unit penyimpanan setelah
terjadai pemrosesan yang dilakukan oleh unit kontrol,
seperti terlihat pada gambar:
Jika dijabarkan fungsi operasi-operasi tersebut adalah
sebagai berikut:
Fungsi Operasi Pengolahan Data yaitu
bagaimana data di proses oleh unit kontrol untuk
disimpan kedalam unit penyimpanan. Seperti terlihat
pada gambar dibawah ini:
Fungsi Operasi Pemindahan Data yaitu
proses yang terjadi saat data akan dipindahkan dari
tempat penyimpanan data oleh unit kendali.
Fungsi Operasi Kontrol yaitu mencakup
seluruh
proses
pengontrolan
data
dari
tempat
penyimpanan data maupun unit pemroses data.
4.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Yang terjadi sebenarnya pada komputer
modern saat ini adalah bukan fungsi utama
penciptaan komputer yang berubah, namun
lebih kepada penambahan kemampuan
mengolah data dan kecepatannya mengolah
instruksi perintah yang semakin baik
diterapkan.
Arithmetic (perhitungan matematiknya) tidak
mengalamai peruabahan fungsi, namun ukuran dan
kapasitas pendukung kerja perhitungannya yang
bertambah. Dengan ukuran yang semakin kecil
mampu menyumbangkan kapasitas perhitungan
dengan jumlah yang semakin besar. Menyebabkan
kebanyakan dari komputer generasi lama yang
ukurannya besar dan kapasitas untuk bekerja yang
sedikit tersaingi dan mulai ditinggalkan.
Pemrosesan data yang terjadi pada ALU masih
HUBUNGANNYA DENGAN UNIT PERHITUNGAN DAN LOGIKA
(ALU) PADA CPU(CENTRAL PROCESSING UNIT)
Hafizah
Sistem Informasi, STMIK TRIGUNA DHARMA, Medan, trigunadharma.ac.id
Tehnik Informatika, UPI_YPTK PADANG, Padang,
Abstract
Computer is an electronic calculating machine that quickly accepts digital input information and process
information according to a set of instructions stored in the computer and generates information that is generated
after processing. A list of commands is called computer programs and computer memory storage unit is.
Computer functional units are: input, memory, arithmetic and logic, output and control. Broadly speaking, the
computer can be divided into four main structures which are all related to each other. The presence of input
device (input unit), the presence of Storage device (storage), CPU (Central Processing Unit) as well as the
processing unit Divece Output (Output Units). CPU itself is the brain or processing resources on a computer
that means working system depend on them. CPU basically have three main components, namely registers,
control
unit
and
arithmetic
and
logic
unit
(ALU)
Keywords: Computers, CPU, devices, ALU
Abstrak
Komputer adalah sebuah mesin hitung elektronik yang secara cepat menerima informasi masukan digital dan
mengolah informasi tersebut menurut seperangkat instruksi yang tersimpan dalam komputer tersebut dan
menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah. Daftar perintah tersebut dinamakan computer
program
dan unit penyimpanannya adalah memory computer. Unit-unit fungsional Komputer adalah :
masukan, memori, aritmetika dan logika, keluaran dan control. Secara garis besar komputer dapat dibagi
menjadi 4 struktur utama yang keseluruhannya saling berhubungan satu dengan lainnya. Adanya input device
(unit masukan), adanya Storage device (tempat penyimpanan), CPU (Central Processing Unit) sebagai unit
pemroses serta Output Divece (Unit Keluaran). CPU sendiri merupakan otak atau sumber pemroses pada
komputer yang berarti sistem kerja bergantung kepadanya. CPU pada dasarnya mempunyai 3 komponen utama
yaitu register, unit kontrol dan unit aritmatika dan logika (ALU)
Kata Kunci : Komputer, CPU, device, ALU
1.
2.
PENDAHULUAN
Pada awalnya komputer merupakan alat
bantu hitung sederhana, sehingga sesuai
pergantian zaman dan perkembanagan
teknologi dan informasi, komputer juga
mengalami perkembanagan yang signifikan.
Oleh karena itu perkembanagan komputer ini
juga menjadi daya tarik tersendiri untuk
mengadakan penelitian ilmiah yang berkaitan
dengan berkembangnya komputer dan cara
kerjanya yang semakin menakjubkan.
Komputer yang pada dasarnya memiliki 4
struktur utama yaitu sebagai : unit masukan,
unit penyimpanan, unit pemroses dan unit
keluaran ini seakan menggantikan fungsi
utama awal diciptakannya komputer yanbg
hanya sekedar alat bantu hitung. Sehingga
penelitian ini dititik beratkan pada unit
pemrosesannya dan fungsi utama awal
diciptakannya komputer sebagai alat bantu
hitung.
Permasalahan yang dihadapi adalah bagaimana
sebuah komputer mampu mengerjakan seluruh
perintah yang dilakukan oleh manusia dan bagiamana
kaitannya dengan alat bantu hitung sebagai fungsi
utama awal diciptakannya komputer. Oleh karena itu
penelitian ini bertujuan untuk membantu menjawab
pertanyaan seputar bagaimana komputer itu bekerja,
mengolah perintah yang dilakukan oleh unit pemroses
dan bagaimana dengan fungsi awal komputer sebagai
alat bantu perhitungan.
LANDASAN TEORI
Pada pembahasan kali ini, penelitian ini
diambil berdasarkan sumber studi literatur
dari berbagai jurnal dan penelitian lainnya,
sehingga terdapat beberapa sumber teori
tentang CPU yang akan dibahas.
CPU terdiri dari beberapa bagian yang
berbeda yang saling berintegrasi dalam
membentuk fungsinya secara bersamaan.
Pada bagian ini akan dibahas perkembangan
arsitektur CPU dari tiga generasi yaitu
generasi pra komputer yang akan diwakili
oleh arsitektur mesin Analitis Babagge,
generasi komputer pertama yang stored
program yang diwakili oleh mesin Von
Noumann dan generasi komputer modern.
Nah dimana awal perkembangan komputer adalah:
1. Pada tahun 1843, seorang professor
matematika dari Universitas Cambridge Inggris yang
bernama Charles Babbage, menemukan suatu konsep
pemrosesan data yang menjadi dasar kerja dan
prototipe dari komputer-komputer jaman sekarang.
Mesin tersebut dikenal dengan nama Babbage’s
Analytical Engine.
Mesin Analitis Babbage merupakan alat mekanis
pertama
yang
mampu
dipergunakan
untuk
menjalankan beberapa algoritma. Artinya mesin
tersebut sudah dapat dipergunakan untuk berbagai
keperluan. Programming mesin tersebut dilakukan
langsung oleh seorang programmer yang pada waktu
itu dilakukan oleh Ada Augusta Lovelace (penemu
bahasa ADA sebagai bahasa pemrograman pertama di
dunia).
3.
Mesin Babbage memiliki empat blok utama dalam
menjalankan fungsinya:
a. Bagian input, digunakan untuk membaca
instruksi-instruksi dan data dari kartu
berlubang.
b. Bagian penyimpanan, memuat 1000 Word yang
masing-masing terdiri dari 50 digit
desimal. Bagian tersebut digunakan untuk menyimpan
operand-operand matematika
dari suatu perhitungan.
c. Bagian pengolah, digunakan untuk melakukan
pemrosesan data berdasarkan
instruksi yang diberikan oleh kartu-kartu plong.
d. Bagian output, terdiri dari output tercatat dan
output tercetak yang digunakan untuk
menyimpan serta menampilkan hasil pengolahan.
Salah satu kelemahan mesin ini yang bukan
merupakan konsep komputer modern adalah
bahwa
mesin ini belum stored program atau tidak mampu
menyimpan program secara tetap.
2. Pada Tahun 1952, yaitu Mesin Von
Neumann dalam hal ini mewakili mesin komputer
generasi pertama yang bersifat stored program. John
Von Neumann adalah seorang ahli matematika dan
anggota Institute of Advance Study di Princention
New Jersey yang bekerja sama dengan H.H. Goldstine
dan A.W. Binks mengajukan suatu makalah yang
menyarankan bahwa dalam pembuatan komputer
sebaiknya menggunakan angka binary. Konsep
tersebut pada akhirnya menjadi tonggak sejarah dalam
terciptanya komputer digital yang akhirnya membawa
Neumann pada julukan “promoter of the stored
program (software) concept”.
komputer modern yaitu Arithmetic Logic dan Control
Unit yang merupakan bagian dari Central Processing
Unit.
3. Pada tahun
komputer modern
1980-an
mulai
terbentuk
Rancangan dasar mesin yang diberi nama IAS ini
adalah konsep Neumann yang menyatakan bahwa
pemrograman komputer secara langsung dengan
menggunakan banyak tombol dan kabel adalah
sesuatu yang melelahkan, lambat dan tidak fleksibel.
Untuk itu dia berpikiran bahwa sebuah program dapat
diwakili dalam bentuk digital dan tersimpan secara
tetap dalam memori komputer secara bersama-sama.
Sketsa arsitektur dari rancangan tersebut adalah sepert
pada gambar
Gambar diatas merupakan arsitektur CPU modern
secara umum. Dapat dilihat bagian-bagian CPU yang
lebih lengkap seperti Register, Control Unit, Kendali
I/O (Interconection) dan Arithmetic Logic Unit.
Dibawah ini merupakan gambar bagian –bagian
dari CPU modern secara umum.
Dari gambar di atas, dapat diketahui bahwa mesin
Neumann memiliki lima bagian utama
sebagai berikut :
1. Unit Input untuk membaca data dan instruksi
yang diberikan.
2. Main Memory terdiri dari 4096 Word satu
word memuat 40 bit biner.
3. Arithmetic Logic sebagai bagian yang
berfungsi sebagai unit pemrosesan.
4. Control Unit sebagai pengendali kerja antar
komponen arsitektur.
5. Unit Output untuk menampilkan hasil
pengolahan data yang dilakukan ALU dan
CU.
Dari arsitektur mesin tersebut terlihat bahwa mesin ini
sudah memiliki bagian-bagian yang menjadi prototipe
Dimana terdapat tugas dan fungsi dari masing-masing
bagian yang dapat dijabarkan sebagai berikut:
Arithmetic and Logic Unit (ALU), bertugas
membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer
Control Unit, bertugas mengontrol operasi
CPU dan secara keseluruhan mengontrol komputer
sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen
dalam menjalankan fungsi - fungsi operasinya
- Registers, adalah media penyimpan internal
CPU yang digunakan saat proses pengolahan data
CPU Interconnections, adalah sistem
koneksi dan bus yang menghubungkan komponen
internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register register dan juga
dengan bus - bus eksternal CPU yang menghubungkan
dengan sistem lainnya.
Sehingga dari bagian-bagian tersebut dapat ditarik
kesimpulan bahwa CPU mempunya fungsi untuk:
Menjalankan program - program yang
disimpan dalam memori utama dengan cara
mengambil instruksi - instruksi, menguji instruksi
tersebut dan mengeksekusinya satu persatu sesuai alur
perintah.
Proses Eksekusi Program adalah dengan
mengambil pengolahan instruksi yang terdiri dari dua
langkah, yaitu operasi pembacaan instruksi (fetch) dan
operasi pelaksanaan instruksi (execute).
Prinsip operasi pada CPU dapat dibagi menjadi 4
prinsip utama, yang dapat digambarkan sebagai
berikut:
Fungsi Operasi Penyimpanan Data yaitu
dimana data disimpan pada unit penyimpanan setelah
terjadai pemrosesan yang dilakukan oleh unit kontrol,
seperti terlihat pada gambar:
Jika dijabarkan fungsi operasi-operasi tersebut adalah
sebagai berikut:
Fungsi Operasi Pengolahan Data yaitu
bagaimana data di proses oleh unit kontrol untuk
disimpan kedalam unit penyimpanan. Seperti terlihat
pada gambar dibawah ini:
Fungsi Operasi Pemindahan Data yaitu
proses yang terjadi saat data akan dipindahkan dari
tempat penyimpanan data oleh unit kendali.
Fungsi Operasi Kontrol yaitu mencakup
seluruh
proses
pengontrolan
data
dari
tempat
penyimpanan data maupun unit pemroses data.
4.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Yang terjadi sebenarnya pada komputer
modern saat ini adalah bukan fungsi utama
penciptaan komputer yang berubah, namun
lebih kepada penambahan kemampuan
mengolah data dan kecepatannya mengolah
instruksi perintah yang semakin baik
diterapkan.
Arithmetic (perhitungan matematiknya) tidak
mengalamai peruabahan fungsi, namun ukuran dan
kapasitas pendukung kerja perhitungannya yang
bertambah. Dengan ukuran yang semakin kecil
mampu menyumbangkan kapasitas perhitungan
dengan jumlah yang semakin besar. Menyebabkan
kebanyakan dari komputer generasi lama yang
ukurannya besar dan kapasitas untuk bekerja yang
sedikit tersaingi dan mulai ditinggalkan.
Pemrosesan data yang terjadi pada ALU masih