ARITHMATIC AND LOGIC
ALU,
singkatan dari Arithmetic And Logic Unit (bahasa Indonesia: unit aritmetika dan
logika), adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang
berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmetika dan logika. Contoh
operasi aritmetika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh
operasi logika adalah logika AND dan OR. tugas utama dari ALU (Arithmetic And
Logic Unit)adalah melakukan semua perhitungan aritmetika atau matematika yang
terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan operasi arithmatika
dengan dasar pertambahan, sedang operasi arithmatika yang lainnya, seperti
pengurangan, perkalian, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan.
sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi
arithmatika ini disebut adder. Tugas lalin dari ALU adalah melakukan keputusan
dari operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika (logical
operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan
operator logika. ALU bekerja besama memori, di mana hasil dari perhitungan di
dalam ALU di simpan ke dalam memori.
Perhitungan
dalam ALU menggunakan kode biner, yang merepresentasikan instruksi yang akan
dieksekusi (opcode) dan data yang diolah (operand). ALU biasanya menggunakan
sistem bilangan biner two’s complement. ALU mendapat data dari register.
Kemudian data tersebut diproses dan hasilnya akan disimpan dalam register
tersendiri yaitu ALU output register, sebelum disimpan dalam memori.
Pada saat sekarang ini sebuah chip/IC
dapat mempunyai beberapa ALU sekaligus yang memungkinkan untuk melakukan
kalkulasi secara paralel. Salah satu chip ALU yang sederhana (terdiri dari 1
buah ALU) adalah IC 74LS382/HC382ALU (TTL). IC ini terdiri dari 20 kaki dan beroperasi
dengan 4×2 pin data input (pinA dan pinB) dengan 4 pin keluaran (pinF).
Arithmatic Logical Unit (ALU), fungsi
unit ini adalah untuk melakukan suatu proses data yang berbentuk angka dan
logika, seperti data matematika dan statistika. ALU terdiri dari
register-register untuk menyimpan informasi.Tugas utama dari ALU adalah
melakukan perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan
instruksi program. Rangkaian pada ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang
digunakan untuk menjumlahkan bilangan dinamakan dengan Adder. Adder digunakan
untuk memproses operasi aritmetika, Adder juga disebut rangkaian kombinasional
aritmatika.
Ada 3 jenis adder:
1) Rangkaian Adder dengan menjumlahkan dua bit
disebut Half Adder.
2) Rangkaian Adder dengan menjumlahkan tiga
bit disebut Full Adder.
3) Rangkain Adder dengan menjumlahkan banyak
bit disebut Paralel Adder
1. HALF ADDER
Rangkaian Half Adder merupakan
dasar penjumlahan bilangan Biner yang terdiri dari satu bit, oleh karena itu
dinamai Penjumlah Tak Lengkap.
jika A = 0 dan B =
0 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0.
jika A = 0 dan B =
1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 1.
jika A = 1 dan B =
1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0
jika A = 1 dan B
=1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0. dengan nilai pindahan cy(Carry Out) = 1
Dengan demikian,
half adder memiliki 2 masukan ( A dan B ) dan dua keluaran (S dan Cy).
2. FULL ADDER
Pada saat sekarang ini sebuah
chip/IC dapat mempunyai beberapa ALU sekaligus yang memungkinkan untuk
melakukan kalkulasi secara paralel. Salah satu chip ALU yang sederhana (terdiri
dari 1 buah ALU) adalah IC 74LS382/HC382ALU (TTL). IC ini terdiri dari 20 kaki
dan beroperasi dengan 4×2 pin data input (pinA dan pinB) dengan 4 pin keluaran
(pinF).
Arithmatic Logical Unit (ALU),
fungsi unit ini adalah untuk melakukan suatu proses data yang berbentuk angka
dan logika, seperti data matematika dan statistika. ALU terdiri dari
register-register untuk menyimpan informasi.Tugas utama dari ALU adalah
melakukan perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan
instruksi program. Rangkaian pada ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang
digunakan untuk menjumlahkan bilangan dinamakan deACE=”Verdana,
sans-serif”>Sebuah Full Adder menjumlahkan dua bilangan yang telah
dikonversikan menjadi bilangan-bilangan biner. Masing-masing bit pada posisi
yang sama saling dijumlahkan. Full Adder sebagai penjumlah pada bit-bit selain
yang terendah. Full Adder menjumlahkan dua bit input ditambah dengan nilai
Carry-Out dari penjumlahan bit sebelumnya. Output dari Full Adder adalah hasil
penjumlahan (Sum) dan bit kelebihannya (carry-out).
3. PARALEL
ADDER
Rangkaian Parallel Adder adalah
rangkaian penjumlah dari dua bilangan yang telah dikonversikan ke dalam bentuk
biner. Anggap ada dua buah register A dan B, masing-masing register terdiri
dari 4 bit biner : A3A2A1A0 dan B3B2B1B0.
Rangkaian Parallel Adder terdiri
dari Sebuah Half Adder (HA) pada Least Significant Bit (LSB) dari masing-masing
input dan beberapa Full Adder pada bit-bit berikutnya. Prinsip kerja dari
Parallel Adder adalah sebagai berikut : penjumlahan dilakukan mulai dari
LSB-nya. Jika hasil penjumlahan adalah bilangan desimal “2” atau lebih, maka
bit kelebihannya disimpan pada Cout, sedangkan bit di bawahnya akan dikeluarkan
pada Σ. Begitu seterusnya menuju ke Most Significant Bit (MSB)nya.
Tugas lain dari ALU adalah
melakukan keputusan dari operasi sesuai dengan instruksi program yaitu operasi
logika (logical operation). Operasi logika meliputi perbandingan dua buah
elemen logika dengan menggunakan operator logika.
Arithmatic
Logical Unit (ALU):
Bertugas membentuk fungsi – fungsi
pengolahan data komputer. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language)
karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang
diberikan%”> .
Pada saat sekarang ini sebuah chip/IC
dapat mempunyai beberapa ALU sekaligus yang memungkinkan untuk melakukan
kalkulasi secara paralel. Salah satu chip ALU yang sederhana (terdiri dari 1
buah ALU) adalah IC 74LS382/HC382ALU (TTL). IC ini terdiri dari 20 kaki dan
beroperasi dengan 4×2 pin data input (pinA dan pinB) dengan 4 pin keluaran
(pinF).
Arithmatic Logical Unit (ALU),
fungsi unit ini adalah untuk melakukan suatu proses data yang berbentuk angka
dan logika, seperti data matematika dan statistika. ALU terdiri dari register-register
untuk menyimpan informasi.Tugas utama dari ALU adalah melakukan perhitungan
aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. Rangkaian
pada ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan
dinamakan de padanya.
ALU terdiri dari dua bagian, yaitu
unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki
spesifikasi dan tugas tersendiri. Fungsi-fungsi yang didefinisikan pada ALU
adalah Add (penjumlahan), Addu (penjumlahan tidak bertanda), Sub (pengurangan),
Subu(pengurangan tidak bertanda), and, or,xor, sll (shift left logical), srl
(shift right logical), sra (shift right arithmetic), dan lain-lain.
Arithmetic Logical Unit (ALU)
merupakan unit penalaran secara logic. ALU ini merupakan Sirkuit CPU
berkecepatan tinggi yang bertugas menghitung dan membandingkan. Angka-angka
dikirim dari memori ke ALU untuk dikalkulasi dan kemudian dikirim kembali ke
memori. Jika CPU diasumsikan sebagai otaknya komputer, maka ada suatu alat lain
di dalam CPU tersebut yang kenal dengan nama Arithmetic Logical Unit (ALU), ALU
inilah yang berfikir untuk menjalankan perintah yang diberikan kepada CPU
tersebut.
ALU sendiri merupakan suatu
kesatuan alat yang terdiri dari berbagai komponen perangkat elektronika
termasuk di dalamnya sekelompok transistor, yang dikenal dengan nama logic
gate, dimana logic gate ini berfungsi untuk melaksanakan perintah dasar
matematika dan operasi logika. Kumpulan susunan dari logic gate inilah yang
dapat melakukan perintah perhitungan matematika yang lebih komplit seperti
perintah “add” untuk menambahkan bilangan, atau “devide” atau pembagian dari
suatu bilangan. Selain perintah matematika yang lebih komplit, kumpulan dari
logic gate ini juga mampu untuk melaksanakan perintah yang berhubungan dengan
logika, seperti hasil perbandingan dua buah bilangan.
Instruksi yang dapat dilaksanakan
oleh ALU disebut dengan instruction set. Perintah yang ada pada masing-masing
CPU belum tentu sama, terutama CPU yang dibuat oleh pembuat yang berbeda,
katakanlah misalnya perintah yang dilaksanakan oleh CPU buatan Intel belum
tentu sama dengan CPU yang dibuat oleh Sun atau perusahaan pembuat
mikroprosesor lainnya. Jika perintah yang dijalankan oleh suatu CPU dengan CPU
lainnya adalah sama, maka pada level inilah suatu sistem dikatakan compatible.
Sehingga sebuah program atau perangkat lunak atau software yang dibuat
berdasarkan perintah yang ada pada Intel tidak akan bisa dijalankan untuk semua
jenis prosesor,kecuali untuk prosesor yang compatible dengannya.
Seperti halnya dalam bahasa yang
digunakan oleh manusia, instruction set ini juga memiliki aturan bahasa yang
bisa saja berbeda satu dengan lainnya. Bandingkanlah beda struktur bahasa
Inggris dengan Indonesia, atau dengan bahasa lainnya, begitu juga dengan
instruction set yang ada pada mesin, tergantung dimana lingkungan instruction
set itu digunakan.
Proses ALU
Penunjuk instruksi
mengarahkan fetch instruksi ke sebuah spot di memori yang menampung sebuah
instruksi. Fetch kemudian membaca instruksi tersebut dan memberikannya ke
dekoder instruksi, kemudian mengamati instruksi tersebut dan menentukan langkah
selanjutnya untuk melengkapi instruksi tersebut. Kemudian ALU mengerjakan
perintah yang diminta instruksi seperti : menambah data, membagi data, atau
memanipulasi data yang ada. Setelah itu processor akan menerjemahkan dan
mengerjakan instruksi, unit kontrol memberitahukan fetch instruksi untuk
menangkap instruksi berikutnya di memori. Proses akan ini berlangsung terus
menerus, dari satu instruksi ke instruksi berikutnya, dalam suatu langkah yang
rumit, untuk menciptakan hasil yang diingikan dan dapat dilihat di monitor.
Untuk meyakinkan semua itu berjalan dalam satu kesatuan waktu, bagian itu
memerlukan suatu clock generator. Clock generator meregulasi setiap langkah
yang dikerjakan processor. Seperti sebuah metronome, sebuah clock generator
mengirim pulsa-pulsa elektrik untuk menentukan langkah yang harus dikerjakan
processor. Pulsa tersebut diukur dalam jutaan langkah per detik, atau
megahertz, yang dikenal sebagai ukuran kecepatan processor. Semakin banyak
pulsa dibuat, semakin cepat kerja processor.
Untuk meningkatkan
kinerja komputer, pembuat chip processor menempatkan sebuah Arithmetic Logic
Unit (ALU) di dalam processor. Secara teoritis ini berarti pemrosesan dapat
dilakukan dua kali lebih cepat dalam satu langkah. Sebagai tambahan multiple
ALU, kemudian diintegrasikan Floating Point Unit ke dalam processor. FPU ini
menangani angka dari yang paling besar hingga yang paling kecil (yang memiliki
banyak angka di belakang koma). Sementara FPU menangani kalkulasi semacam itu,
ALU menjadi bebas untuk melakukan tugas lain dalam waktu yang bersamaan, untuk
meningkatkan kinerja. Processor menambah kecepatan pemrosesan instruksi dengan
melakukan pipelining instruksi, atau menjalankan instruksi secara paralel satu
dengan yang lainnya. Eksekusi dari sebuah instruksi memerlukan langkah yang
terpisah, contoh : fetching dan dekoding sebuah instruksi. Processor harus
menyelesaikan sebuah instruksi secara keseluruhan sebelum melanjutkan ke
instruksi berikutnya. Sekarang sirkuit yang berbeda menangani langkah yang
terpisah tersebut. Begitu sebuah instruksi telah selesai dalam satu langkah
untuk dilanjutkan ke langkah berikutnya, transistor yang mengerjakan langkah
pertama bebas untuk mengerjakan instruksi berikutnya, sehingga akan mempercepat
kerja pemrosesan. Sebagai tambahan untuk meningkatkan kinerja processor adalah
dengan memprediksi cabang-cabang instruksi, yaitu memperkirakan lompatan yang
akan dilakukan sebuah program dapat dilakukan; eksekusi secara spekulatif,
yaitu mengeksekusi cabang instruksi yang ada di dapat; dan penyelesaian tanpa
mengikuti urutan, yakni kemampuan untuk menyelesaikan sebuah seri instruksi
tidak berdasarkan urutan normal.
Referensi:
http://dimasjuliarso.blogspot.com/2016/12/alu-aritmatic-and-logic-unit.html
https://id.wikipedia.org/wiki/Unit_aritmatika_dan_logika
https://yogiearieffadillah.wordpress.com/2013/12/30/pengertian-dan-cara-kerja-arithmatic-logical-unit-alu/
https://www.nesabamedia.com/pengertian-alu/
https://www.mastekno.com/id/pengertian-alu-fungsi-cara-kerja-alu/
Referensi:
http://dimasjuliarso.blogspot.com/2016/12/alu-aritmatic-and-logic-unit.html
https://id.wikipedia.org/wiki/Unit_aritmatika_dan_logika
https://yogiearieffadillah.wordpress.com/2013/12/30/pengertian-dan-cara-kerja-arithmatic-logical-unit-alu/
https://www.nesabamedia.com/pengertian-alu/
https://www.mastekno.com/id/pengertian-alu-fungsi-cara-kerja-alu/