materi kelas 7 : alat Proses ( process Divice)

C. Alat Proses ( Process Divice)
    Alat yang digunakan untuk mengolah dan memproses data disebut peralatan pross. Pada bagian inilah seluruh data yang diberikan oleh Input Device diolah dan selanjutnya diteruskan kepada Output Device. Seluruh unjuk kerja komputer amat bergantung pada komponen-komponen pada bagian ini.
Komponen-komponen Process Device adalah :

1. CPU (Central Processing Unit)
CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu : ALU (Rithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer. CPU merupakan tempat pemroses instruksi-instruksi program yang pada komputer mikro disebut dengan Micro Processor (prosess mikro). Proses ini berupa chip yang terdiri dari ribuan hingga jutaan IC. Dalam dunia dagang, proses ini diberi nama sesuaid engan nomor seri, misalnya dikenal pemroses intel 80486 DX-400 (buatan DX2), Intel Pentium 100 (dikenal dengan sebutan Intel Pentium I), Intel Pentium II-350, Intel Pentium II-450, Intel Pentium Celeron 333, AMD K-II, dan sebagainya. Masing-masing dari setiap produk memiliki kekurangan dan kelebihannya.

2. Processor
Adalah salah satu bagian yang terpenting didalam komputer, karena processor inilah yang menentukan jenis suatu komputer. Semakin tinggi jenis processor komputer maka semakin baik pula komputer tersebut. Komponen kecil ini adalah inti dari sebuah komputer. Dalam komponen inilah seluruh perhitungan matematis yang amat rumit dilakukan. Singkat kata, kecepatan, kehandalan dan kompabilitas PC ditentukan oleh Processornya.
Processor dapat dibedakan dari perbedaan jumlah data bus-nya. Misalkan ada processor 8 bit, itu berarti processor tersebut memiliki 8 data bus.
Ada beberapa produsen processor untuk PC, seperti Intel, AMD, Cyrix dan Winchip IDT dan lain-lain.

3. Memori 
a. RAM
    Merupakan singkatan dari Read Access Memory yang dapat diisi dengan program dan data selama aliran listrik masih hidup. Bila aliran listrik padam maka terhapus pula seluruh isinya. Misalnya kita ambil contoh : disaat Anda sedang mengetik hingga telah beberapa halaman, kemudian aliran listrik padam dan Anda belum sempat menyimpannya dari awal, maka hilanglah seluruh data yang diketik tersebut.
Semua data dan program yang dimasukkan melalui alat input akan disimpan terlebih dahulu di memori utama, khususnya RAM, yang dapat diakses secara acak (dapat diisi/ditulis, diambil, atau dihapus isinya) oleh pemograman. Struktur RAM terbagi menjadi empat bagian utama yaitu :
1. Input storage, diguanakan untuk menampung input yang dimasukkan melalui alat input.
2. Program storage, diguankan untuk menyimpan semua instruksi-instruksi program yang akan diakses.
3.  Working storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan hasil pengolahan.
4. Output storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan ditampilkan ke alat output.
Input yang dimasukkan melalui alat input akan ditampung terlebih dahulu di input storage. Bila input tersebut berupa program maka akan dipindahkan ke program storage dan bila berbentuk data maka ditampung terlebih dahulu di working storage dan bila, akan ditampilkan kealat output maka hasil tersebut dipindahkan ke output storage. 

b.ROM
ROM merupakan singkatan dari Read Only Memory. Dari namanya, ROM hanya dapat dibaca sehingga pemograman tidak bisa mengisi sesuatu ke dalam ROM. ROM sudah di isi oleh pabrik pembuatnya berupa sistem operasi yang terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer, seperti program untuk mengatur penampilan karakter di layar, pengisian tombol kunci papan ketik untuk keperluan kontrol tertentu, dan bootstrap program. Program bootstrap diperlukan pada saat pertama kali sistem komputer diaktifkan. Proses mengaktifkan komputer pertama kali ini disebut dengan booting, yang dapat berupa cold booting atau warm booting.

• Cold booting merupakan proses mengaktifkan sistem komputer pertama kali untuk mengambil program bootstrap dari keadaan listrik komputer mati (off) menjadi hidup (on).
• Warm booting merupakan proses pengulangan pengambilan program bootstrap pada saat komputer masih hidup dengan cara menekan tiga tombol tombol pada papan ketik sekaligus, yaitu Ctrl, Alt, dan Del. Proses ini biasanya dilakukan pada saat komputer sedang mengalami kemacetan (hang).
Pada kasus lain memungkinkan untuk merubah isi ROM, yaitu dengan cara memprogram kembali instruksi-instruksi yang ada didalamnya. ROM jenis ini berbentuk chip yang ditempatkan pada rumahnya yang mempunyai jendela diatasnya. ROM yang dapat di program kembali adalah PROM (Programmable Read Only Memory), yang hanya dapat diprogram satu kali dan selanjutnya tidak dapat diubah kembali. Jenis lain adalah EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus dengan sinar ultraviolet serta dapat diprogram kembali berulang-ulang. Disamping itu, ada juga EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus secara elektronik dan dapat di program kembali.

4. Motherboard
Motherboard atau “papan ibu” dan biasa juga disebut dengan “Mainboard” adalah komponen terbesar yang terdapat dalam sebuah Process Device. Fungsi motherboard secara keseluruhan adalah tempat utama untuk memasang peripheral lain, seperti Processor, Memori, VGA Card, dan lain-lain.
Seperti processor, motherboard juga memiliki beberapa produsen, diantaranya adalah : Intel, Asus, Iwill, Abit, DFI, Gigabyte, dan masih banyak lagi.
Motherboard terdiri dari beberapa komponen, yaitu :
• Soket Processor
Soket processor berfungsi untuk menancapkan Processor ke motherboard. Ada beberapa jenis Soket yang tersedia, bergantung kepada jenis Processor yang dapat dipasang.
• Chipset
Chipset berfungsi untuk mengontrol motherboard secara keseluruhan. Frekwensi bus, jenis processor, slot ekspansi dan kapasitas memori juga amat bergantung pada chipset. Seperti motherboard dan processor, chipset juga memiliki berbagai produsen dan jenis, diantaranya adalah : OPTi, UMC, Ali (ACER Laboratories Inc), SiS, VIA dan Intel.
• Slot RAM
Terdapat beberapa jenis Slot RAM, diantaranya adalah DIP, 30 Pin, 72 Pin dan 168 pin serta Slot RIMM untuk RDRAM
• Slot Ekspansi
Slot ini berfungsi untuk menempatkan peralatan tambahan yang berfungsi sebagai sarana komunikasi antara peralatan input / output dengan motherboard, misalnya untuk VGA Card, Sound Card, Modem, dan lain-lain.

5. Control Unit

     Control unit adalah finite state machine yang mengambil beberapa input seperti instruction register, status register (berisi flags), clock, dan input dari system bus (interrupt) dan memberikan output berupa control signal kepada beberapa tempat yang membutuhkan koordinasi dan pengarahan oleh control unit. Dalam pengimplementasiannya, control unit dapat dibagi menjadi dua yaitu hardwired dan μprogrammed, yang mana memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Dengan kelebihannya hardwired biasanya digunakan dalam arsitektur RISC, sedangkan untuk μprogrammed digunakan pada arsitektur CISC.

  

            Satu eksekusi program terdiri dari beberapa instruction cycle yang menjadi komponen penyusun dari program tersebut. Sedangkan untuk setiap instruction cycle terdiri dari beberapa sub cycle lagi seperti fetch cycle, indirect cycle, execute cycle,dan interrupt cycle. Setiap sub cycle ini disusun dari beberapa perintah dasar yang disebut micro operation. Untuk lebih jelasnya prosesnya seperti bagan di bawah ini:

            Setiap control signal yang ada sebenarnya berfungsi sebagai switch untuk menghubungkan  beberapa register (MAR,MBR,PC,IR) serta komponen lainnya seperti ALU dan setiap micro operation diwakilkan oleh satu control signal. Micro operation bekerja antar register untuk membentuk suatu sub cycle, sebagai contoh fetch cycle:

1. t1:        MAR <- (PC)
2. t2:        MBR <- (memory)
3.             PC <- (PC) +1
4. t3:        IR <- (MBR)

sebagai contoh sederhana dari control signal seperti bagan di bawah ini:

 Untuk fetch cycle, micro operation pertama adalah MAR <- (PC) yang diwakilkan oleh control signal C2 selanjutnya MBR <- (memory) diwakilkan C5 dan seterusnya.
            Pada hardwire implementation control unit sebagai combinational circuit yang dibuat berdasarkan control signal yang akan dikeluarkan. Jadi untuk setiap control signal memiliki rangkaian logika tertentu pada control unit yang dapat menghasilkan control signal yang dimaksud. Secara umum untuk metode ini digunakan PLA (programmable logic array) untuk merepresentasikan control signal, seperti di bawah ini:
         Input untuk control unit yaitu IR, flags, clock, dan control bus signal. Flags dan control bus signal memiliki representasi secara langsung dan signifikan terhadap operasi bila dibandingkan dengan IR dan clock. Untuk IR sendiri, control unit akan menggunakan operation code yang terdapat di dalam IR. Setiap operation code menandakan setiap proses yang berbeda. Proses ini  dapat disederhanakan dengan digunakannnya decoder, decoder memiliki n input dan 2n output yang akan merepresentasikan opcode. Jadi input dari IR akan diterjemahkan oleh decoder sebelum menjadi input ke control unit. Clock digunakan untuk mengukur urasi dai micro operation, untuk mengantisipasi propagasi sinyal yang dikirimkan melalui data paths dan rangkaian prosesor maka periode dari setiap clock seharusnya cukup besar. Untuk mengatasinya digunakan counter yang dapat memberikan clock input bagi control singnal yang berbeda, namun pada akhir instruction cycle, control unit harus mengembalikan ke counter untuk menginisialisasikan periode awal.

           

             

            Kelebihan dari programmed adalah lebih mudah untuk mengimplementasikan dan mendesain control unit. Selain itu dibandingkan dengan hardwired jauh lebih murah. Implementasi dari decoder dan sequencing logic dari μprogrammed merupakan logika yang sederhana, kemudahan untuk melakukan testing dan menambahkan instruksi baru serta dengan desain yang fleksibel. Sedangkan kelebihan dari hardwire adalah kecepatannya yang tinggi karena logika control unit langsung dibentuk menjadi rangkaian.