Arithmetic and Logic Unit (ALU)
ALU merupakan salah satu dari komponen utama CPU.
Komponen utama CPU yaitu:
1. Arithmetic and Logic Unit (ALU)
2. Control Unit
3. Registers
4. CPU Interconnections
Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. Seperti istilahnya ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean (seperti penjumlahan, pengurangan dan beberapa logika lain), yang masing–masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri.
ALU terdiri dari register-register untuk menyimpan informasi. Untuk melakukan perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program digunakan sirkuit yang disebut dengan adder karena operasi yang dilakukan dengan dasar penjumlahan.
Karena Adder digunakan untuk memproses operasi aritmetika, maka Adder juga sering disebut rangkaian kombinasional aritmetika. Ada 3 jenis Adder :
1. Rangkaian Adder yang hanya menjumlahkan dua bit disebut Half Adder.
2. Rangkaian Adder yang menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder.
3. Rangkaian Adder yang menjumlahkan banyak bit disebut paralel Adder
Tugas lainnya adalah untuk melakukan keputusan dari operasi sesuai dengan instruksi program yaitu operasi logika (logical operation). Operasi logika meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu :
• Sama dengan (=)
• Tidak sama dengan ( != )
• Kurang dari ( < )
• Kurang atau sama dengan dari ( <= )
• Lebih besar dari ( > )
• Lebih besar atau sama dengan dari ( >= )
Berikut adalah denah ALU dan fungsi kerjanya dalam CPU.
Perhitungan dalam ALU menggunakan kode biner, yang merepresentasikan instruksi yang akan dieksekusi (opcode) dan data yang diolah (operand). ALU biasanya menggunakan sistem bilangan biner two’s complement.
ALU mendapat data dari register. Kemudian data tersebut diproses dan hasilnya akan disimpan dalam register tersendiri yaitu ALU output register, sebelum disimpan dalam memori.
Control Unit (CU)
Unit kontrol (bahasa Inggris: Control Unit - CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.
Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor).
Fungsi unit ini adalah untuk melakukan pengontrolan dan pengendalian terhadap suatu proses yang dilakukan sebelum data tersebut dikeluarkan (output). Selain itu CU menafsirkan perintah dan menghasilkan sinyal yang tepat untuk bagian lain dalam sistem komputer. Unit ini mengatur kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan dari program komputer. Bila terdapat instruksi perhitungan atau logika maka unit ini akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Dengan demikian tugas dari Control Unit ini adalah :
-Mengontrol operasi CPU
-Secara keseluruhan mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi–fungsi operasinya
-Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output
-Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut
-Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses
-Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU
-Menyimpan hasil proses ke memori utama
BUS
Pada motherboard terdapat saluran-saluran penghubung yang menghubungkan satu komponen dengan komponen lainnya. Saluran penghubung ini berupa garis-garis yang tercetak pada PCB motherboard. Melalui saluran-saluran inilah data, informasi, dan instruksi-instruksi yang diberikan pada komputer ditransfer/melintas dari komponen satu ke komponen lainnya. Data dan instruksi tersebut diangkut dalam wujud sinyal-sinyal elektronis yang mempunyai makna tertentu. Sekelompok saluran yang mempunyai fungsi yang sama disebut jalur atau bus. Jadi bus merupakan jalur penghubung antar alat pada komputer yang digunakan sebagai media dalam proses melewatkan data pada suatu proses. Bus ini bisa dianggap sebagai sebuah pipa, dimana pipa atau saluran tersebut digunakan untuk mengirimkan dan menerima informasi antar alat yang dihubungkannya. Pada sistem komputer, bus ini termasuk perangkat internal, kecepatan pengiriman informasi melalui bus ini dilakukan dengan kecepatan tinggi. Saluran-saluran penghubung tadi disebut pula dengan istilah konduktor.
BUS merupakan alat transformasi data dari terminal satu ke terminal lain di dalam CPU. Jalur utama aliran data antara processor ke komponen lainnya (seperti sound card, video card, memory) pada mainboard.
Umumnya sebuah bus terdiri dari sejumlah lintasan komunikasi atau saluran. Masing-masing saluran dapat mentransmisikan sinyal yang menunjukkan biner 1 dan biner 0. Serangkaian digit biner dapat ditransmisikan melalui saluran tunggal. Dengan mengumpulkan beberapa saluran dari sebuah bus, dapat digunakan mentransmisikan digit biner secara bersamaan (paralel). Misalnya sebuah satuan data 8 bit dapat ditransmisikan melalui bus delapan saluran.
Karakteristik bus adalah:
1. Jumlah interupsi mementukan banyak perangkat independen yang melakukan I/O.
2. Ukuran bus data eksternal berakibat pada kecepatan operasional I/O.
3. Ukuran bus alamat menentukan banyak memori yang ditunjuk board ekspansi.
4. Kecepatan clock maksimum yang dapat diakomodasi bus berakibat pada kinerja.
1. Jumlah interupsi mementukan banyak perangkat independen yang melakukan I/O.
2. Ukuran bus data eksternal berakibat pada kecepatan operasional I/O.
3. Ukuran bus alamat menentukan banyak memori yang ditunjuk board ekspansi.
4. Kecepatan clock maksimum yang dapat diakomodasi bus berakibat pada kinerja.
Interkoneksi antar komponen. Bus ini terdiri dari:
1. Bus alamat (address bus),
2. Bus data (data bus),
3. Bus kendali (control bus).
1. Bus alamat (address bus),
2. Bus data (data bus),
3. Bus kendali (control bus).
Satu bentuk tata letak jaringan yang menggunakan satu buah kabel dimana seluruh node jaringan disambungkan. Dikenal juga dengan topologi bus.
