Struktur dan Fungsi CPU Komputer

A. Struktur CPU Komputer

Central Processing Unit (CPU) sering disebut sebagai prosesor merupakan otak bagi komputer yang menangani dan melakukan instruksi-instruksi yang diberikan seperti melakukan operasi aritmetika dasar, operasi logika.

Sebagai bagian paling vital dari sebuah komputer, CPU memiliki struktur komponen meliputi

1. ALU (Arithmetic Logic Unit)/(Unit Aritmetika dan Logika), 
2. CU (Control Unit), 
3. Register,
4. Interkoneksi CPU

Ke empat komponen tersebut saling berinteraksi satu sama lain. Berikut ini adalah gambar struktur dasar cpu komputer.

Mari kita bahas satu demi satu

1. ALU (Arithmetic Logic Unit)

melakukan tugas perhitungan aritmetika seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian yang dimana berhubungan dengan perhitungan matematika. selain itu ALU juga melakukan tugas logika seperti pembandingan angka, benar dan salah dan hal lainnya.

2. CU (Control Unit)

melakukan tugas layaknya manager yaitu mengontrol dan mengendalikan operasi CPU.
CU memberikan instruksi untuk melakukan dan menahan perintah-perintah aplikasi, sederhananya CU memandu mekanisme kerja dalam sistem komputer untuk menyelesaikan tugas-tugas tertentu.

3. Register

merupakan memori atau media penyimpan internal CPU. memori ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat proses pengolahan atau untuk digunakan dalam proses selanjutnya.

4. Interkoneksi CPU

adalah sistem koneksi antar komponen internal CPU yaitu ALU, CU dan register.

Sebagai bagian dari komputer, CPU juga terhubung dengan bagian lain di komputer melalui sistem bus.
sistem bus ini meliputi bus alamat (address bus), bus data (data bus) dan bus kontrol (control bus).

B. Fungsi CPU

Secara umum fungsi CPU dalam sebuah komputer adalah menjalankan program-program yang tersimpan dalam memori utama dengan cara mengambil instruksi-instruksi, menguji instruksi-instruksi tersebut dan mengeksekusinya satu-satu sesuai alur perintah.

Sebuah instruksi program dapat diuraikan menjadi dua bagian yaitu :
1. Opcode
adalah aksi yang harus dijalankan
2. Operand
adalah data yang akan diproses

Contoh :
sebuah instruksi penjumlahan dua bilangan x dan y (x+y)
maka :
opcode-nya adalah instruksi + (add) / penjumlahan
operand-nya adalah nilai x dan nilai y (address)

C. Pemrosesan Instruksi Oleh CPU

Dalam memproses data atau perintah, CPU melakukan 4 langkah dasar yaitu fetch, decode, execute dan store.
Mari kita bahas satu persatu.

1. Fetch
Fetch berarti menjemput. Setiap instruksi yang disimpan di memori memiliki alamat tertentu. Prosesor atau CPU akan mengambil nomer alamat setiap perintah dari salah satu register di CPU yang disebut sebagai program counter (PC). Program counter mengatur instruksi mana yang harus dijalankan oleh CPU selanjutnya. Berdasarkan alamat yang diperoleh dari program counter tersebut CPU menjemput instruksi di memori utama untuk diproses di CPU.

2. Decode
Semua program yang akan di eksekusi diterjemahkan ke dalam kode Assembly. Kode Assembly ini harus diubah ke bentuk kode biner yang dimengerti oleh CPU. Proses pengubahan kode ini dinamakan decode. Dibagian decode ini akan dilakukan analisis atas instruksi yang akan dijalankan untuk menentukan bagian chip mana pada CPU yang akan digunakan untuk memproses instruksi tersebut.

3. Execute
Saat mengeksekusi instruksi, CPU dapat melakukan satu diantara 3 hal berikut : melakukan kalkulasi dengan ALU, memindah data disuatu lokasi di memori ke lokasi lain atau melompat ke alamat yang berbeda.

4. Store
CPU harus memberi umpan balik (feedback) setelah mengeksekusi suatu instruksi dan data ouputnya disimpan di memori.
Keempat langkah ini dapat digambarkan sebagai berikut.

D. Siklus Fetch - Execute

Siklus ini merupakan bagian dari 4 langkah dasar pemrosesan instruksi oleh CPU dan merupakan siklus operasi dasar sebuah komputer. Selama siklus ini  komputer mengambil, mendekode dan melakukan instruksi program yang terdapat dalam memori. Siklus ini terus berlangsung selama komputer dalam keadaan menyala (ON).