Tuesday, 8 October 2013

Sistem kerja Microprosesor



Microprocessor adalah mesin kecil sebagai pemroses dan pengendali utama proses yang terjadi pada komputer, yang dibuat dalam bentuk chip. Meskipun ukurannya secara fisik tidak terlalu besar, tetapi pemikir utama dari sebuah komputer adalah pada microprocessor ini, dan di sinilah proses utama diolah.
Suatu hal yang tak dapat dipungkiri adalah bahwa wajah dunia sangat cepat berubah sejak ditemukannnya prosesor (sebutan umum untuk mikroprosesor) yang menjadi otak dari sistem komputer. Dengan kecerdasan dan kecepatan yang dimiliki oleh sebuah prosesor banyak hal yang dapat dikerjakannya seperti pengendalian alat-alat listrik dan elektronik rumah tangga sampai pengindaraan dan pengendalian jarak jauh yang tidak lagi dibatasi jarak, waktu dan ruang. Teknologi prosesor ternyata sangat mudah dan murah untuk diterapkan pada sistem alat-alat bantu manusia. Televisi, Video CD, Mesin cuci, mobil, apalagi pesawat udara, pesawat ruang angkasa, satelit dan seterusnya telah menerapkan teknologi prosesor untuk meningkatkan unjuk kerjanya.
Nah untuk megetahui sehebat apakah sebuah prosesor itu sehingga hampir semua sektor kehidupan manuasia dapat dimasukinya. Dan seberapa rumitkah sistem prosesor itu sehingga banyak orang enggan untuk mempelajarinya namun tetap mengaguminya dan memanfaatkannya. Sebenarnya sistem prosesor tidaklah begitu rumit dan semua orang yang telah punya latar belakang elektronika dan digital dengan cepat dapat mengerti tentang sistem dan cara kerjanya. Dalam tulisan yang ringkas ini ini saya akan menjelaskan bagaimana cara kerja proseseor mulai dari hal-hal sangat gamblang dan mudah dipahami.

A. POSISI PROSESOR DALAM SISTEM KOMPUTER
Dalam sistem komputer prosesor bukanlah suatu alat yang dapat bekerja sendiri, tetapi harus dibantu oleh alat-alat lain seperti : Alat Input-Output (I/O), Memory, Clock, Alat Penyimpan Data (Storage) dan Alat-alat Kendali Luar (peripheral). Seperti yang terlihat pada gambar 1 sebuah prosesor yang merupakan otak dari sistem komputer harus digerakkan oleh sebuah sumber denyut yang disebut Clock. Semua aliran data selama proses terjadi merupakan gerakan yang didukung oleh Clock. Banyaknya dnyut Clock yang tejadi setiap detik menentukan kecepatan sebuah prosesor bekerja. Kalau saat ini ada proseso Pentium IV 2,8 GHz. itu berarti denyut Clock-nya adalah 2 800 000 000 getar/detik dan artinya prosesor itu mampu memproses data seabanyak angka itu dalam satu detik.
Untuk memasukan data yang akan diproses prosesor memerlukan alat input, yang berguna untuk menterjemahkan perintah yang dimasukkan manusia ke dalam perintah yang dimengerti oleh prosesor itu. Sedang untuk menampilkan hasil dari data yang sudah diproses prosesor memerlukan alat output, yang berguna untuk menerjemahkan data hasil proses ke dalam bahasa yang dikenal kembali oleh manusia. Pada awalnya kedua alat ini merupakan satu paket yang tidak terpisahkan maka disebut dengan alat I/O (input output).
Prosesor bekerja hanya satu kali jadi untuk satu proses data, kalau ada pekerjaan berikutnya maka hasil proses yang pertama akan hilang . Untuk menjaga data dapat diproses prosesor dan hasilnya dapat diingat maka di perlukan bantuan memory, yang mampu menyimpan data baik sebelum diproses ataupun setelah diproses. Selain itu memory juga berguna untuk menyimpan program-program yang akan dipergunakan untuk memerintah prosesor itu sendiri.
Agar data yang telah dihasilkan dari proses pada prosesor dapat dipakai pada waktu ldan tempat lain maka dipelukan media penyimpan permanen yang disebut Storage. Banyak jenis penyimpan data komputer ini misalnya : Disket, Harddisk, CD, Flash Disk, tape back up dan lain-lain.

B. ARSITEKTUR
Untuk mengetahui prinsip kerja prosesor maka kita dapat melihat gambar arsitektur nya . Secara garis besarnya arsitektur prosesor dibagi menjadi dua jenis yaitu :

1. Prosesor Sistem Bus Tunggal
Prosesor sistem bus tunggal maksudnya adalah saluran perpindahan data antar bagian di dalam prosesor melalui satu sistem bus saja, seperti terlihat pada gambar 2. Sistem bus itu tediri dari beberapa kawat penghubung yang berguna untuk menyalurkan data antar bagian-bagian di dalan prosesor itu. Oleh karena bus dapat diisi data hanya satu macam data setiap saat, maka data yang akan di transfer dari dan ke bagian hanya dapat dilakukan secara bergantian dengan urutan tertentu. Dengan sifat bus yang demikian itu maka prosesor dengan sistem bus tunggal akan bekerja lebih lambat dan waktu prosesor banyak terbuang hanya kerena menunggu aliran data selesai. Namun demikian untuk mempelajari prinsip kerjanya maka prosesor sistem bus tunggal lebih mudah dimengerti.

2. Prinsip Kerja Prosesor Sistem Bus Tunggal Secara Umum
Bagian yang paling utama di dalam sebuah prosesor adalah ALU (Aritmatic and Logic Unit), yaitu sebuah blok rangkaian digital yang mampu melakukan operasi aritmatika dan operasi logika. Operasi aritmatika itu antara lain : Tambah, Kurang, Kali, Bagi, sedangkan operasi logika antara lain : OR,AND,NOT,EXOR,EXNOR dan lain-lain. Agar ALU dapat melakukan proses aritmatika dan logika maka input data ALU harus dua buah yang masing-masing dinamakan input X (X0, X1,….. X n-1) dan input Y (Y0, Y1,…… Y n-1 ). Agar proses pada ALU dapat berlangsung maka pada salah satu inputnya harus dibantu oleh sebuah register Y yang berguna untuk menahan salah satu data yang akan di proses di input Y. Sedangkan data kedua dapat langsung dimasukkan ke input X.
Ketika sinyal kontrol diberikan ke ALU maka data hasil proses ALU akan terjadi di outputnya. Agar data ini tidak terganggu oleh yang lain maka data hasil proses itu langsung dipindahkan ke register Z yang terletak di Output ALU. Data yang sudah berada di register Z itu akan dapat dipindahkan ke register lain untuk di proses selanjutnya.
Register Y adalah sebuah register yang ditempatkan di salah satu input ALU (arithmatic and Logic Unit) yang berguna untuk menahan salah satu data yang akan di proses ALU tersebut. Misalnya ALU diperintahkan untuk menjumlahkan dua buah bilangan 1001 dengan 1100. Maka data operand pertama 1001 harus dimasukkan ke register Y untuk ditahan sementara di input Y ALU. Setelah itu data operand kedua 1100 langsung dimasukkan ke input X ALU bersama dengan sinyal control ADD. Hasil dari proses penjumlahan tersebut akan dimasukkan ke register Z dan Carry out ke Co ALU. Jadi register Z berguna untuk menahan data hasil proses ALU.
Selain register Y dan register Z ternyata ALU memerlukan register-register lain untuk membantu tugasnya agar dapat melakukan proses yang benar. Diperlukan register serbaguna untuk memasukkan data operan pertama ke register Y serta data operan kedua pada input X dari ALU. Sebelum diproses oleh ALU maka kedua data harus ada secara bersama-sama pada kedua input ALU tersebut.

C. KESIMPULAN
Sejak ditemukannya mikroprosesor pertama kali oleh Marcian E. Hoff, Jr seorang insinyur pada perusahaan Intel Amerika Serikat pada tahun 1971 maka hampir seluruh sudut kehidupan manusia disentuhnya. Hal itu disebabkan karena cara kerja prosesor relatif tidaklah rumit jika diukur dari kemampuan kerja yang dipunyainya. Mulai dari kontrol pada alat-alat rumah tangga seperti mesin cuci, kulkas, VCD, televisi, kontrol peralatan mobil, pesawat telepon, handphone, pesawat terbang sampai pesawat ruang angkasa. Melihat kemampuan kerja dan fleksibelitasnya program yang dapat dijalankan sebuah prosesor maka tidak ada hal yang tak mungkin yang dapat menggunakan teknologi prosesor. Kita dapat melihat lampu reklame yang beranimasi bermacam-macam gaya, dunia entertaimen yang serba otomatis dan lain-lain asesoris yang sangat mempesona tampilannya adalah berkat bantuan teknologi prosesor ini. Suatu hal yang sangat mungkin untuk terwujud pada suatu saat nanti mobil dapat berjalan tanpa sopir layaknya pesawat terbang fly by wire.