Pengertian dan Cara Kerja Arithmatic Logical Unit (ALU)

Pengertian dan Cara Kera Arithmatic Logical Unit (ALU)

Arithmatic Logical Unit (ALU) Adalah salah satu bagian/komponen dalam sistem didalam sistem komputer yang berfungsi melakukan operasi/perhitungan aritmatika dan logika (CONTOH Operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU bekerja bersama-sama memori, dimana hasil perhitungan didalam ALU disimpan kedalam memori.

        Perhitungan dalam ALU menggunakan kode biner, yang mempresentasikan intruksi 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 didalam 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).

        Aritmatic 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 intruksi program. Rangkaian pada ALU (Aritmetic dan 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. Rangkaian Adder dengan menjumlahkan dengan 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. 

a. jika A = 0 dan B = 0 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 0.

b. jika A = 0 dan B = 1 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 1.

c. jika A = 1 dan B = 1 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 0.

jika A = 1 dan B = 1 dijumlahkan, hasinya S (Sum) = 0. dengan nilai pindahan

 cy(Carry Out) = 1.

        2. FULL ADDER

            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. PARALLEL ADDER

            Rangkaian Parallel Adder adalah rangkaian penjumlahan dari dua bilangan yang telah dikonversikan ke dalam bentuk biner. Anggap ada dua buah register A dan B, masing-masing register trediri 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 dibawahnya akan dikeluarkan pada M. Begitu seterusnya menuju ke Most Significant Bit (MSB-nya).

            Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi sesuai dengan intruksi progrm yaitu operasi Logika (Logical Operation). Operasi logika meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika.

           Aritmatic Logical Unit (ALU) :
* Bertugas membentuk fungsi-fungsi pengolahan data komputer.
* ALU sering disebut mesin bahasa (Machine Language) karena bagian ini mengerjakan intruksi-intruksi bahasa mesin yang diberikan 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 tidak bertanda), SUB(Pengurangan), SUBU( Pengurangan yang 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 berkeepatan tinggi yang bertugas menghitung dan membandingkan. Angka-angka dikirim dari memori ke ALU untuk dikalkulasi dan kemudian  dikrim kembali ke memori. Jika CPU diasumsikan sebagai otaknya computer, 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 melakasanakan perintah dasar matematika dan operasi logika. Kumpulan susunan dari logic gate inilah yang dapat melakukan perinah 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 pembandingan dua buah bilangan.

         Intruksi 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 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 suatusistem 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 unuk 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 yang lainnya. Bandingkanlah beda struktur bahasa Inggris dengan Indonesia, atau dengan bahasa yang lainnya, begitu juga dengan instruction set yang ada pada mesin, tergantung dimana lingkungan instruction set itu digunakan.