CPU

Unit Pengolah Pusat (UPP) (bahasa Inggris: CPU, singkatan dari Central Processing Unit), merujuk kepada perangkat keras komputer yang memahami dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak. Istilah lain, prosesor (pengolah data), sering digunakan untuk menyebut CPU. Adapun mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun 1970-an, mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi aspek penting dalam penerapan CPU.

Pin mikroprosesor Intel 80486DX2.

Daftar isi [sembunyikan] 1 Komponen CPU 2 Cara Kerja CPU 2.1 Fungsi CPU 2.2 Percabangan instruksi 2.3 Bilangan yang dapat ditangani 3 Referensi 4 Pranala luar 4.1 Perancang CPU 4.2 Informasi lain

[sunting] Komponen CPU

Diagram blok sederhana sebuah CPU.

Komponen CPU terbagi menjadi beberapa macam, yaitu sebagai berikut.

• Unit kontrol yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU.CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah:

• Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. • Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama. • 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.

• Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya di gunakan untuk menyimpan data saat di olah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Secara analogi, register ini dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data secara manual, sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika.
• ALU unit yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering di sebut mesin bahasa karena bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder.

Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (¹ ), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (£ ), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (³ ).

• CPU Interconnections adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register-register dan juga dengan bus-bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan /keluaran.

[sunting] Cara Kerja CPU

Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di RAM (melalui Input-storage); apabila berbentuk instruksi ditampung oleh Control Unit di Program-storage, namun apabila berbentuk data ditampung di Working-storage). Jika register siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, maka Control Unit akan mengambil instruksi dari Program-storage untuk ditampungkan ke Instruction Register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi tersebut ditampung di Program Counter. Sedangkan data diambil oleh Control Unit dari Working-storage untuk ditampung di General-purpose register (dalam hal ini di Operand-register). Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah arithmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Accumulator. Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali ke Working-storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka Control Unit akan menjemput hasil pengolahan dari Working-storage untuk ditampung ke Output-storage. Lalu selanjutnya dari Output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.

[sunting] Fungsi CPU

CPU berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU jauh lebih kuat daya pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang diambil dari memori atau dari informasi yang dimasukkan melalui beberapa perangkat keras, seperti papan ketik, pemindai, tuas kontrol, maupun tetikus. CPU dikontrol menggunakan sekumpulan instruksi perangkat lunak komputer. Perangkat lunak tersebut dapat dijalankan oleh CPU dengan membacanya dari media penyimpan, seperti cakram keras, disket, cakram padat, maupun pita perekam. Instruksi-instruksi tersebut kemudian disimpan terlebih dahulu pada memori fisik (RAM), yang mana setiap instruksi akan diberi alamat unik yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data pada RAM dengan menentukan alamat data yang dikehendaki.

Saat sebuah program dieksekusi, data mengalir dari RAM ke sebuah unit yang disebut dengan bus, yang menghubungkan antara CPU dengan RAM. Data kemudian didekode dengan menggunakan unit proses yang disebut sebagai pendekoder instruksi yang sanggup menerjemahkan instruksi. Data kemudian berjalan ke unit aritmatika dan logika (ALU) yang melakukan kalkulasi dan perbandingan. Data bisa jadi disimpan sementara oleh ALU dalam sebuah lokasi memori yang disebut dengan register supaya dapat diambil kembali dengan cepat untuk diolah. ALU dapat melakukan operasi-operasi tertentu, meliputi penjumlahan, perkalian, pengurangan, pengujian kondisi terhadap data dalam register, hingga mengirimkan hasil pemrosesannya kembali ke memori fisik, media penyimpan, atau register apabila akan mengolah hasil pemrosesan lagi. Selama proses ini terjadi, sebuah unit dalam CPU yang disebut dengan penghitung program akan memantau instruksi yang sukses dijalankan supaya instruksi tersebut dapat dieksekusi dengan urutan yang benar dan sesuai.

[sunting]

Keyboard

Sebuah papan ketik

Papan ketik (bahasa Inggris: keyboard) atau kibor adalah peranti untuk mengetik atau memasukkan huruf, angka, atau simbol tertentu ke perangkat lunak atau sistem operasi yang dijalankan oleh komputer.

Papan ketik terdiri atas tombol-tombol berbentuk kotak dengan huruf, angka, atau simbol yang tercetak di atasnya. Dalam beberapa sistem operasi, apabila dua tombol ditekan secara bersamaan, maka akan memunculkan fungsi khusus atau pintasan yang telah diatur sebelumnya.

Ada berbagai jenis tata letak tombol pada papan ketik. Akan tetapi, yang paling populer dan umum digunakan adalah tata letak QWERTY, meniru sistem tata letak mesin ketik.

Papan ketik tipe baru biasanya mempunyai tombol tambahan di atas tombol fungsi (F1, F2, dst.) untuk mempermudah pengguna dalam mengoperasikan komputer. Selain itu, papan ketik baru juga sudah banyak yang mendukung teknologi nirkabel.

Mouse

Mengoperasikan tetikus mekanik.
1. Bola akan berputar saat tetikus digerakkan.
2. Penggulung X dan Y mencengkeram bola tersebut dan memindahkan gerakan.
3. Cakram menerjemahkan gerakan menjadi kode optikal lewat lubang cahaya.
4. LED inframerah memancar lewat cakram.
5. Sensor mengumpulkan pantulan cahaya untuk mengubah posisi X dan Y.

Tetikus atau yang lebih dikenal dengan nama mouse adalah alat yang digunakan untuk memasukkan data ke dalam komputer selain papan ketik. Tetikus memperoleh nama demikian karena kabel yang menjulur berbentuk seperti ekor tikus^[1].

Tetikus pertama kali dibuat pada tahun 1963 oleh Douglas Engelbart berbahan kayu dengan satu tombol. Model kedua sudah dilengkapi dengan 3 tombol. Pada tahun 1970, Douglas Engelbart memperkenalkan tetikus yang dapat mengetahui posisi X-Y pada layar komputer, tetikus ini dikenal dengan nama X-Y Position Indicator (indikator posisi X-Y).

Bentuk tetikus yang paling umum mempunyai dua tombol, masing-masing di sebelah kiri atas dan kanan atas yang dapat ditekan. Walaupun demikian, komputer-komputer berbasis Macintosh biasanya menggunakan tetikus satu tombol.

Tetikus bekerja dengan menangkap gerakan menggunakan bola yang menyentuh permukaan keras dan rata. Tetikus yang lebih modern sudah tidak menggunakan bola lagi, tetapi menggunakan sinar optikal untuk mendeteksi gerakan. Selain itu, ada pula yang sudah menggunakan teknologi nirkabel, baik yang berbasis radio, sinar inframerah, maupun bluetooth.

Saat ini, teknologi terbaru sudah memungkinkan tetikus memakai sistem laser sehingga resolusinya dapat mencapai 2.000 titik per inci (dpi), bahkan ada yang bisa mencapai 4.800 titik per inci. Biasanya tetikus model ini diperuntukkan bagi penggemar permainan video

Pengertian speaker

Pengeras suara Inggris loud speaker atau speaker saja) adalah transduser yang mengubah sinyal elektrik ke frekuensi audio (suara) dengan cara menggetarkan komponennya yang berbentuk selaput.

Dalam setiap sistem penghasil suara, penentuan kualitas suara terbaik tergantung dari speaker. Rekaman yang terbaik, dikodekan ke dalam alat penyimpanan yang berkualitas tinggi, dan dimainkan dengan deck dan pengeras suara kelas atas, tetap saja hasilnya suaranya akan jelek bila dikaitkan dengan speaker yang kualitasnya rendah. Sistem pada speaker adalah suatu komponen yang membawa sinyal elektronik, menyimpannya dalam CDs, tapes, dan DVDs, lalu mengembalikannya lagi ke dalam bentuk suara aktual yang dapat kita dengar. Dalam artikel ini, akan dijelaskan bagaimana sebuah speaker melakukan proses tersebut. Selain itu juga akan dibahas mengapa speaker dirancang berbeda-beda dan bagaimana perbedaan tersebut menimbulkan efek yang berbeda pula terhadap kualitasnya. Speaker adalah sebuah teknologi menakjubkan yang memberikan dampak yang sangat besar terhadap budaya kita. Namun disamping semua itu, sebenarnya speaker hanyalah sebuah alat yang sangat sederhana.

Speaker untuk televisi

Daftar isi [sembunyikan] 1 Membuat suara 1.1 Diafragma 1.2 Magnet 1.3 Sistem crossover pada speaker elektronik 1.4 Sistem dua jalur 1.5 Sistem tiga jalur 2 Pranala luar

[sunting] Membuat suara

Pada dasarnya, speaker merupakan mesin penterjemah akhir, kebalikan dari mikrofon. Speaker membawa sinyal elektrik dan mengubahnya kembali menjadi getaran untuk membuat gelombang suara. Speaker menghasilkan getaran yang hampir sama dengan yang dihasilkan oleh mikrofon yang direkam dan dikodekan pada tape, CD, LP, dan lain-lain. Speaker tradisional melakukan proses ini dengan menggunakan satu drivers atau lebih.

[sunting] Diafragma

Sebuah drivers memproduksi gelombang suara dengan menggetarkan cone yang fleksibel atau diafragma secara cepat. Cone tersebut biasanya terbuat dari kertas, plastik ataupun logam, yang berdempetan pada ujung yang lebih besar pada suspension. Suspension atau surround, merupakan ratusan material yang fleksibel yang menggerakkan cone, dan mengenai bingkai logam pada drivers, disebut basket.

Ujung panah pada cone berfungsi menghubungkan cone ke voice coil. Coil tersebut didempetkan pada basket oleh spider, yang merupakan sebuah cincin dari material yang fleksibel. Spider menahan coil pada posisinya sambil mendorongnya bergerak kembali dengan bebas dan begitu seterusnya.

[sunting] Magnet

Proses spaker coil bergerak, kembali ke posisi semula dan seterusnya adalah sebagai berikut. Elektromagnet diposisikan pada suatu bidang magnet yang konstan yang diciptakan oleh sebuah magnet permanen. Kedua magnet tersebut, yaitu elektromagnet dan magnet permanen, berinteraksi satu sama lain seperti dua magnet yang berhubungan pada umumnya. Kutub positif pada elektromagnet tertarik oleh kutub negatif pada bidang magnet permanen dan kutub negatif pada elektromagnet ditolak oleh kutub negatif magnet permanen. Ketika orientasi kutub elektromagnet bertukar, bertukar pula arah dan gaya tarik-menariknya. Dengan cara seperti ini, arus bolak-balik secara konstan membalikkan dorongan magnet antara voice coil dan magnet permanen. Proses inilah yang mendorong coil kembali dan begitu seterusnya dengan cepat. Sewaktu coil bergerak, ia mendorong dan menarik speaker cone. Hal tersebut menggetarkan udara di depan speaker, membentuk gelombang suara. Sinyal audio elektrik juga dapat diinterpretasikan sebagai sebuah gelombang. Frekuensi dan amplitudo dari gelombang ini, yang merepresentasikan gelombang suara asli, mendikte tingkat dan jarak pergerakan voice coil. Sehingga dapat disimpulkan bahwa frekuensi dan amplitudo dari gelombag suara diproduksi oleh diafragma.

Speaker tradisional memproduksi suara dengan cara mendorong dan menarik elektromagnet yang menyerang cone yang fleksibel. Walaupun drivers pada dasarnya memiliki konsep yang sama, namun ukuran dan kekuatan yang dimiliki berbeda-beda. Tipe-tipe dasar drivers antara lain : woofers, tweeters, dan midrange.

Woofers merupakan tipe drivers yang paling besar yang dirancang untuk menghasilkan suara dengan frekuensi rendah. Tweeters memiliki unit-unit yang lebih kecil dan dirancang untuk menghasilkan frekuensi paling tinggi. Sedangkan midrange, mampu menghasilan jarak frekuensi yang berada di tengah-tengah spektrum suara.

Untuk dapat membuat gelombang frekuansi yang lebih tinggi, diafragma drivers harus bergetar lebih cepat. Hal ini lebih sulit dilakukan dengan cone yang berukuran besar karena berarti, massa cone tersebut juga besar. Oleh sebab itu, sulit mendapatkan drivers yang kecil untuk dapat bergetar cukup lambat agar dapat menghasilkan suara dengan frekuensi sangat rendah.

[sunting] Sistem crossover pada speaker elektronik

Pada prakteknya, speaker elektronik memerlukan pemisahan antara woofer dengan daerah lain secara elektronik, yaitu dengan cross over aktif. Dalam hal ini, terdapat beberapa sistem cross over, yaitu sistem dua jalur dan tiga jalur.sistem seri dan paralel.

[sunting] Siste

Pengertian monitor

Monitor adalah suatu tipe data abstrak yang dapat mengatur aktivitas serta penggunaan resource oleh beberapa thread. Ide monitor pertama kali diperkenalkan oleh C.A.R Hoare dan Per Brinch-Hansen pada awal 1970-an.

Monitor terdiri atas data-data private dengan fungsi-fungsi public yang dapat mengakses data-data tersebut. Method-method dalam suatu monitor sudah dirancang sedemikian rupa agar hanya ada satu buah method yang dapat bekerja pada suatu saat. Hal ini bertujuan untuk menjaga agar semua operasi dalam monitor bersifat mutual exclusion.

Monitor dapat dianalogikan sebagai sebuah bangunan dengan tiga buah ruangan yaitu satu buah ruangan kontrol, satu buah ruang-tunggu-masuk, satu buah ruang-tunggu-dalam. Ketika suatu thread memasuki monitor, ia memasuki ruang-tunggu-masuk (enter). Ketika gilirannya tiba, thread memasuki ruang kontrol (acquire), di sini thread menyelesaikan tugasnya dengan shared resource yang berada di ruang kontrol (owning). Jika tugas thread tersebut belum selesai tetapi alokasi waktu untuknya sudah habis atau thread tersebut menunggu pekerjaan thread lain selesai, thread melepaskan kendali atas monitor (release) dan dipindahkan ke ruang-tunggu-dalam (waiting queue). Ketika gilirannya tiba kembali, thread memasuki ruang kontrol lagi (acquire). Jika tugasnya selesai, ia keluar dari monitor (release and exit).

Gambar 20.1. Monitor

Karena masalah sinkronisasi begitu rumit dan beragam, monitor menyediakan tipe data condition untuk programmer yang ingin menerapkan sinkronisasi yang sesuai untuk masalah yang dihadapinya. Condition memiliki operasi-operasi:

1. Wait, sesuai namanya thread yang memanggil fungsi ini akan dihentikan kerjanya.

2. Signal, jika suatu thread memanggil fungsi ini, satu (dari beberapa) thread yang sedang menunggu akan dibangunkan untuk bekerja kembali. Operasi ini hanya membangunkan tepat satu buah thread yang sedang menunggu. Jika tidak ada thread yang sedang menunggu, tidak akan terjadi apa-apa (bedakan dengan operasi buka pada semafor).

Ilustrasi monitor dengan condition variable:

Gambar 20.2. Monitor dengan condition variable

Bayangkan jika pada suatu saat sebuah thread A memanggil fungsi signal pada condition x (x.signal()) dan ada sebuah thread B yang sedang menunggu operasi tersebut (B telah memanggil fungsi x.wait() sebelumnya), ada dua kemungkinan keadaan thread A dan B setelah A mengeksekusi x.signal():

1. Signal-and-Wait, A menunggu sampai B keluar dari monitor atau menunggu condition lain yang dapat mengaktifkannya.

2. Signal-and-Continue, B menunggu sampai A keluar dari monitor atau menunggu condition lain yang dapat mengakifkannya.

Monitor dikembangkan karena penggunaan semafor yang kurang praktis. Hal itu disebabkan kesalahan pada penggunaan semafor tidak dapat dideteksi oleh compiler. Keuntungan memakai monitor:

1. Kompilator pada bahasa pemrograman yang telah mengimplementasikan monitor akan memastikan bahwa resource yang dapat diakses oleh beberapa thread dilindungi oleh monitor, sehingga prinsip mutual exclusion tetap terjaga.

2. Kompilator bisa memeriksa kemungkinan adanya deadlock.

Pengertian monitor

Monitor adalah suatu tipe data abstrak yang dapat mengatur aktivitas serta penggunaan resource oleh beberapa thread. Ide monitor pertama kali diperkenalkan oleh C.A.R Hoare dan Per Brinch-Hansen pada awal 1970-an.

Monitor terdiri atas data-data private dengan fungsi-fungsi public yang dapat mengakses data-data tersebut. Method-method dalam suatu monitor sudah dirancang sedemikian rupa agar hanya ada satu buah method yang dapat bekerja pada suatu saat. Hal ini bertujuan untuk menjaga agar semua operasi dalam monitor bersifat mutual exclusion.

Monitor dapat dianalogikan sebagai sebuah bangunan dengan tiga buah ruangan yaitu satu buah ruangan kontrol, satu buah ruang-tunggu-masuk, satu buah ruang-tunggu-dalam. Ketika suatu thread memasuki monitor, ia memasuki ruang-tunggu-masuk (enter). Ketika gilirannya tiba, thread memasuki ruang kontrol (acquire), di sini thread menyelesaikan tugasnya dengan shared resource yang berada di ruang kontrol (owning). Jika tugas thread tersebut belum selesai tetapi alokasi waktu untuknya sudah habis atau thread tersebut menunggu pekerjaan thread lain selesai, thread melepaskan kendali atas monitor (release) dan dipindahkan ke ruang-tunggu-dalam (waiting queue). Ketika gilirannya tiba kembali, thread memasuki ruang kontrol lagi (acquire). Jika tugasnya selesai, ia keluar dari monitor (release and exit).

Gambar 20.1. Monitor

Karena masalah sinkronisasi begitu rumit dan beragam, monitor menyediakan tipe data condition untuk programmer yang ingin menerapkan sinkronisasi yang sesuai untuk masalah yang dihadapinya. Condition memiliki operasi-operasi:

1. Wait, sesuai namanya thread yang memanggil fungsi ini akan dihentikan kerjanya.

2. Signal, jika suatu thread memanggil fungsi ini, satu (dari beberapa) thread yang sedang menunggu akan dibangunkan untuk bekerja kembali. Operasi ini hanya membangunkan tepat satu buah thread yang sedang menunggu. Jika tidak ada thread yang sedang menunggu, tidak akan terjadi apa-apa (bedakan dengan operasi buka pada semafor).

Ilustrasi monitor dengan condition variable:

Gambar 20.2. Monitor dengan condition variable

Bayangkan jika pada suatu saat sebuah thread A memanggil fungsi signal pada condition x (x.signal()) dan ada sebuah thread B yang sedang menunggu operasi tersebut (B telah memanggil fungsi x.wait() sebelumnya), ada dua kemungkinan keadaan thread A dan B setelah A mengeksekusi x.signal():

1. Signal-and-Wait, A menunggu sampai B keluar dari monitor atau menunggu condition lain yang dapat mengaktifkannya.

2. Signal-and-Continue, B menunggu sampai A keluar dari monitor atau menunggu condition lain yang dapat mengakifkannya.

Monitor dikembangkan karena penggunaan semafor yang kurang praktis. Hal itu disebabkan kesalahan pada penggunaan semafor tidak dapat dideteksi oleh compiler. Keuntungan memakai monitor:

1. Kompilator pada bahasa pemrograman yang telah mengimplementasikan monitor akan memastikan bahwa resource yang dapat diakses oleh beberapa thread dilindungi oleh monitor, sehingga prinsip mutual exclusion tetap terjaga.

2. Kompilator bisa memeriksa kemungkinan adanya deadlock.

Pengertian Mother board