ARITHMETIC LOGIC UNIT (ALU)

ARITHMETIC LOGIC UNIT

I.        Dasar Teori

Arithmatic and Logic Unit (ALU), adalah salah satu bagian/komponen dalam sistem  di dalam sistem komputer berfungsi melakukan operasi/perhitungan aritmatika dan logika (seperti penjumlahan, pengurangan dan beberapa logika lain), AlU bekerja besama-sama memori. Dimana 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 4x2 pin data input (pinA dan pinB) dengan 4 pin keluaran (pinF). 

Kebanyakan dari operasi prosesor dilakukan oleh satu atau lebih alus. Sebuah ALU beban data dari register masukan , sebuah eksternal Control Unit kemudian memberitahu ALU untuk melakukan pada data, dan kemudian ALU menyimpan hasilnya ke dalam daftar output. The Control Unit bertanggung jawab untuk memindahkan data yang diproses antara, ALU register dan memori.

operasi Sederhana

Sebuah contoh sederhana logika aritmatika Unit (2-bit ALU) yang melakukan AND, OR, XOR, dan penambahan

ALUS paling dapat melakukan operasi berikut:

• Bitwise operasi logika ( AND , NOT , OR , XOR )
• Integer aritmatika operasi ( Selain itu , pengurangan , dan kadang-kadang perkalian dan pembagian , walaupun ini lebih mahal)
• Bit pengalihan operasi (menggeser atau memutar kata dengan jumlah tertentu bit ke kiri atau kanan, dengan atau tanpa ekstensi tanda ). Pergeseran dapat dilihat sebagai perkalian dan pembagian oleh kekuatan dua .

  Kompleks operasi

  Insinyur dapat mendesain Logic Unit Aritmatika untuk menghitung operasi apapun. Operasi yang lebih kompleks, semakin mahal ALU adalah, semakin banyak ruang menggunakan dalam prosesor, semakin besar kekuatan itu menghilang. Oleh karena itu, insinyur kompromi. Mereka membuat ALU cukup kuat untuk membuat cepat prosesor, namun tidak begitu kompleks untuk menjadi penghalang. Misalnya, menghitung akar kuadrat dari suatu bilangan dapat menggunakan:
• Perhitungan dalam Desain clock tunggal sebuah ALU sangat kompleks yang menghitung akar kuadrat dari setiap nomor dalam satu langkah.
• Desain pipa Perhitungan ALU yang sangat kompleks yang menghitung akar kuadrat dari setiap nomor dalam beberapa langkah. Hasil antara pergi melalui serangkaian sirkuit diatur seperti jalur produksi pabrik. ALU dapat menerima nomor baru untuk menghitung bahkan sebelum memiliki menyelesaikan yang sebelumnya. ALU sekarang dapat menghasilkan angka secepat satu-jam ALU, meskipun hasilnya mulai mengalir keluar dari ALU hanya setelah penundaan awal.
• Desain Iteratif perhitungan ALU kompleks yang menghitung akar kuadrat melalui beberapa langkah. Hal ini biasanya bergantung pada kontrol dari sebuah kompleks unit kontrol dengan built-in microcode .
• Co-prosesor Desain ALU sederhana di prosesor, dan menjual prosesor khusus dan mahal terpisah yang pelanggan dapat menginstal hanya di samping satu ini, dan mengimplementasikan satu dari pilihan di atas.
• Software perpustakaan Katakan kepada programmer bahwa tidak ada co-prosesor dan tidak ada emulasi , sehingga mereka akan harus menulis algoritma sendiri untuk menghitung akar kuadrat oleh perangkat lunak.
• Software emulasi Emulasikan keberadaan co-prosesor , yaitu, setiap kali sebuah program mencoba untuk melakukan perhitungan akar kuadrat, membuat prosesor memeriksa apakah ada co-prosesor ini dan menggunakannya jika ada satu, jika tidak ada satu, interupsi pemrosesan program dan memanggil sistem operasi untuk melakukan perhitungan akar kuadrat melalui beberapa algoritma perangkat lunak.

Pilihan di atas pergi dari satu tercepat dan paling mahal dengan yang paling lambat dan paling mahal. Oleh karena itu, sementara bahkan komputer sederhana dapat menghitung rumus paling rumit, komputer paling sederhana biasanya akan memakan waktu lama melakukan hal itu karena beberapa langkah untuk menghitung formula.

Powerfull prosesor seperti Intel Core dan AMD64 menerapkan opsi # 1 untuk beberapa operasi sederhana, # 2 untuk operasi kompleks yang paling umum dan # 3 untuk operasi yang sangat kompleks.

Input dan output

Masukan ke ALU adalah data yang akan dioperasikan pada (disebut operand ) dan sebuah kode dari unit kontrol yang menunjukkan operasi untuk melakukan. Output-nya adalah hasil dari perhitungan.

Dalam banyak desain ALU juga membutuhkan atau menghasilkan sebagai masukan atau keluaran satu set kode kondisi dari atau ke status mendaftar . Kode-kode ini digunakan untuk menunjukkan kasus seperti membawa -in atau membawa-keluar, meluap , membagi-dengan-nol , dll

Sebuah floating-point unit juga melakukan operasi aritmatika antara dua nilai, tetapi mereka melakukannya untuk nomor dalam floating-point representasi, yang jauh lebih rumit daripada melengkapi dua itu representasi yang digunakan dalam ALU khas. Untuk melakukan perhitungan ini, sebuah FPU memiliki sirkuit kompleks beberapa built-in, termasuk beberapa ALUS internal.

Dalam praktik modern, insinyur biasanya merujuk ke ALU sebagai sirkuit yang melakukan operasi aritmatika integer (seperti melengkapi dua itu dan BCD ). Sirkuit yang menghitung format yang lebih kompleks seperti floating point , bilangan kompleks , dll biasanya menerima nama yang lebih spesifik seperti FPU.

NAMA : SONYA NOVELISA 

KELAS : 2KA08 

NPM : 16110658