Central Processing Unit (CPU)

     Central Processing Unit adalah komponen terpenting dari sistem komputer. Dalam mewujudkan fungsi dan tugasnya, CPU tersusun atas 4 komponen: 

1. Arithmetic and Logic Unit (ALU)

Bertugas membentuk fungsi-fungsi pengolahan data komputer.

2. Control Unit

Bertugas mengontrol operasi CPU hingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasi.

3. Registers

Merupakan media penyimpanan internal CPU yang digunakan saat proses pengolahan data. Memori ini bersifat sementara.

4. CPU Interconnections

Merupakan sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen intenal dan bus-bus eksternal CPU.

Komponen Internal CPU

Struktur Detail Internal CPU

Fungsi CPU 

• Menjalankan program-program yang disimpan dalam memori utama dengan cara mengambil intruksi-intruksi, menguji intruksi tersebut dan mengaksekusinya satu persatu sesuai alur perintah.
• Pandangan paling sederhana proses eksikusi program adalah dengan mengambil pengolahan intruksi yang terdiri dari dua langkah, yaitu: operasi pembacaan intruksi (fetch) dan operasi pelaksanaan intruksi (execute).    

Aksi CPU

• CPU- Memori, perpindahan data CPU ke memori dan sebaliknya.
• CPU-I/O, perpindahan data dari CPU ke modul I/O dan sebaliknya.
• Pengolahan data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data.
• Kontrol, merupakan intruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. 

Siklus Eksekusi

• Instruction Addess Calculation (IAC) adalah mengkalkulasi atau menentukan alamat intruksi beikutnya yang akan di eksekusi.
• Instruction Fetch (IF) adalah membaca atau mengambil intruksi dari lokasi memorinya ke CPU.
• Instruction Operation Decodding (IOD) yaitu menganalisa intruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.
• Operand Address Calculation (OAC) yaitu menentukan alamat operand, dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori.
• Operand Fetch (OF) adalah mengambil operand dari memori atau dari modul I/O.
• Data Operation (DO) yaitu membentuk operasi yang diperintah dalam intruksi.
• Operand Store (OS) yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori.

Diagram siklus intruksi

Fungsi Interupsi

• Mekanisme penghentian atau pengalihan pengolahan intruksi dalam CPU kepada routine interupsi.
• Hampir semua modul (memori dan I/O) memiliki mekanisme yang dapat menginterupsi kerja CPU.

Tujuan Interupsi

• Untuk manajemen pengeksikusian routine interuksi agar efektif dan efisien antar CPU dan modul I/O maupun memori.
• Setiap komponen komputer dapat menjalankan tugasnya secara bersamaan, tetapi kendali terletak pada CPU dan kecepatan eksikusi masing-masing modul berbeda.
• Dapat sebagai sinkronisasi kerj antar modul.

Proses Interupsi

• Dengan adanya mekanisme interupsi, prosesor dapat digunakan untuk mengeksekusi intruksi-intruksi lain
• Saat modul telah selesai menjalankan tugasnya dan siap menerima tugas berikutnya maka modul ini akan mengirimkan permintaan interupsi ke prosesor. Maka prosesor akan menghentikan eksekusi yang dijalankannya untuk menghandel routine interupsi.
• Setelah selesai maka prosesor akan melanjutkan eksekusi programnya kembali.
• Saat sinyal interupsi diterima prosesor ada dua kemungkinan tindakan, yaitu interupsi diterima aau ditangguhkan dan interusi ditolak.

Siklus eksekusi oleh prosesor dengan adanya fungsi interupsi

Sistem operasi kompleks

• Interupsi ganda (multiple interrupt)

Interupsi ganda ada 2 pendekatan:
1. Interupsi berurutan atau sekuensial
2. Pengolahan interupsi bersarang

Multiple Interrupts- Sequential

Multiple Interrupts- Nested