adalah bagian dari sebuah komputer sistem yang melaksanakan instruksi dari sebuah program komputer , dan merupakan unsur utama melaksanakan fungsi komputer. Unit pengolah pusat melakukan setiap instruksi dari program secara berurutan, untuk melakukan aritmatika dasar, logis, dan operasi input / output dari sistem. Istilah ini telah digunakan dalam industri komputer setidaknya sejak awal 1960-an. Bentuk, desain dan implementasi dari CPU telah berubah secara dramatis sejak awal contoh, tetapi operasi dasar mereka tetap sama.

1. Word size: jumlah bit prosesor yang dapat diproses sewaktu-waktu.

2. Control unit: bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya

3. Arithmetic Logic Unit: unit yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan.

4. Registers: tempat penyimpanan kecepatan tinggi yang menyimpan data sementara selama proses.

5. Buses: sistem jalur electric / bus yang digunakan untuk mengirimkan bit dalam CPU dan antara CPU dengan komponen motherboard lainnya.

Operasi dasar dari CPU sebagian besar, terlepas dari bentuk fisik mereka ambil, adalah untuk mengeksekusi urutan instruksi yang tersimpan disebut program. Program ini diwakili oleh serangkaian nomor yang disimpan dalam beberapa jenis memori komputer . Ada empat langkah yang hampir semua CPU digunakan dalam operasi mereka: fetch, decode, melaksanakan, dan writeback.

• Langkah pertama, mengambil, melibatkan mengambil sebuah instruksi (yang diwakili oleh nomor atau urutan angka) dari memori program. Lokasi dalam memori program ditentukan oleh program counter (PC), yang menyimpan angka yang menunjukkan posisi saat ini dalam program. Dengan kata lain, program counter melacak tempat CPU dalam program saat ini. Setelah instruksi diambil, PC bertambah dengan panjang dari kata instruksi dalam hal unit memori.

• Seringkali instruksi yang akan diambil harus diambil dari memori yang relatif lambat, menyebabkan CPU untuk warung sambil menunggu instruksi untuk dikembalikan. Masalah ini sebagian besar dibahas dalam prosesor modern oleh cache dan arsitektur pipa (lihat di bawah).

Instruksi yang CPU mengambil dari memori digunakan untuk menentukan apa CPU adalah melakukan. Pada langkah decode, instruksi yang dipecah menjadi bagian-bagian yang memiliki signifikansi untuk bagian lain dari CPU.

• Cara di mana instruksi nilai numerik ditafsirkan didefinisikan oleh set instruksi arsitektur CPU (ISA).

Sering kali, satu kelompok angka dalam instruksi, disebut opcode, yang menunjukkan operasi untuk melaksanakan. Sisa bagian nomor biasanya menyediakan informasi yang diperlukan untuk instruksi tersebut, seperti operan untuk operasi penjumlahan. operan tersebut dapat diberikan sebagai nilai konstan (disebut nilai langsung), atau sebagai tempat untuk mencari nilai: sebuah register atau alamat memori, sebagaimana ditentukan oleh beberapa mode pengalamatan . Dalam desain yang lebih tua bagian dari CPU yang bertanggung jawab untuk decoding instruksi adalah perangkat keras berubah. Namun, dalam CPU lebih abstrak dan rumit dan ISA, microprogram sering digunakan untuk membantu dalam menerjemahkan instruksi menjadi sinyal-sinyal berbagai konfigurasi CPU. microprogram ini kadang-kadang ditulis ulang sehingga dapat dimodifikasi untuk mengubah cara decode CPU petunjuk bahkan setelah telah dibuat.

Setelah mengambil dan decode langkah, langkah eksekusi dilakukan. Selama langkah ini, berbagai bagian CPU dihubungkan sehingga mereka dapat melakukan operasi yang diinginkan. Jika, misalnya, sebuah operasi penjumlahan diminta, sebuah unit aritmetik logika (ALU) akan terhubung ke satu set input dan satu set output. Masukan menyediakan nomor yang akan ditambahkan, dan output akan berisi jumlah akhir. ALU berisi sirkuit untuk melakukan operasi aritmetika sederhana dan logis pada input (seperti penambahan dan operasi bitwise ). Jika operasi penjumlahan menghasilkan hasil yang terlalu besar untuk CPU untuk menangani, sebuah overflow aritmetika bendera dalam register bendera juga dapat ditetapkan.

Langkah terakhir, writeback, hanya “menulis kembali” hasil eksekusi langkah untuk beberapa bentuk memori. Sangat sering hasilnya ditulis untuk beberapa CPU internal mendaftar untuk akses cepat oleh instruksi berikutnya. Dalam kasus lain hasil dapat ditulis lebih lambat, tapi lebih murah dan lebih besar, memori utama . Beberapa jenis instruksi memanipulasi program counter daripada secara langsung menghasilkan data hasil. Biasanya ini disebut “melompat” dan memfasilitasi perilaku seperti loop , pelaksanaan program bersyarat (melalui penggunaan lompatan bersyarat), dan fungsi-fungsi dalam program. petunjuk Banyak juga akan mengubah keadaan digit dalam sebuah “bendera” mendaftar. Flag-flag ini dapat digunakan untuk mempengaruhi bagaimana sebuah program berperilaku, karena mereka sering menunjukkan hasil dari berbagai operasi. Sebagai contoh, satu jenis instruksi “membandingkan” menganggap dua nilai dan menetapkan nomor dalam register flag menurut mana yang lebih besar. Flag ini kemudian bisa digunakan oleh instruksi jump kemudian untuk menentukan aliran program.

Setelah pelaksanaan instruksi dan writeback data yang dihasilkan, mengulangi seluruh proses, dengan siklus instruksi berikutnya biasanya mengambil berikutnya-di-urutan instruksi karena nilai bertambah dalam program counter. Jika instruksi selesai adalah melompat, program counter akan dimodifikasi mengandung alamat dari instruksi yang melompat, dan pelaksanaan program terus normal. Dalam CPU yang lebih kompleks dari yang dijelaskan di sini, beberapa instruksi dapat diambil, diterjemahkan, dan dilaksanakan secara bersamaan. Bagian ini menjelaskan apa yang umumnya disebut sebagai “pipe RISC Classic”, yang sebenarnya cukup umum di kalangan CPU sederhana yang digunakan dalam perangkat elektronik banyak (sering disebut mikrokontroler). Ini sebagian besar mengabaikan peran penting dari cache CPU , dan oleh karena itu tahap pipa akses .

Data yang Dapat Diproses

Data input yang dapat diproses oleh sebuah CPU adalah data yang telah disimpan dalam bentuk byte di memori. Data yang disimpan dalam bentuk byte di memori menggunakan sistem bilangan biner atau Binary System. Sistem bilangan biner adalah unit dasar dari sebuah proses penghitungan atau manipulasi di CPU. Sistem ini hanya menggunakan 2 angka yaitu 0 dan 1. Semua data dan instruksi program di komputer diwakili oleh bilangan biner. skema pengkodean bilangan menetapkan kode biner yang unik untuk setiap huruf.Berikut adalah macam-macam patokan pengkodean biner.

EBCDIC

Membutuhkan 8 bit per karakter.

Digunakan untuk mainframe IBM.

ASCII

Membutuhkan 7 atau 8 bit per karakter, tergantung dari versinya.

8 bit ASCII menyediakan 256 karakter.

Dipakai untuk PCs, Unix hosts, Macs.

Unicode

Membutuhkan 16 bit per karakter.

Terdapat 65,536 karakter.