Apa itu
unit aritmatika-logika (ALU)?
Unit aritmatika-logika adalah bagian dari unit
pemrosesan pusat yang melakukan operasi aritmatika dan logika
pada operan dalam kata-kata instruksi komputer
.
Pada beberapa prosesor, ALU dibagi menjadi dua
unit: unit aritmatika (AU) dan unit logika (LU). Beberapa prosesor berisi lebih
dari satu AU -- misalnya, satu untuk operasi titik tetap dan satu lagi untuk
operasi titik mengambang.
Dalam sistem komputer, perhitungan floating-point
terkadang dilakukan oleh unit floating-point (FPU)
pada chip terpisah yang disebut koprosesor numerik.
Bagaimana
cara kerja unit aritmatika-logika?
Biasanya, ALU memiliki akses input dan output
langsung ke pengontrol prosesor, memori utama (random access memory atau RAM dalam
komputer pribadi) dan perangkat input/output .
Input dan output mengalir sepanjang jalur elektronik yang disebut bus .
Input terdiri dari kata instruksi, terkadang
disebut kata instruksi mesin, yang berisi kode operasi atau "opcode,"
satu atau beberapa operan, dan terkadang kode format. Kode operasi memberi tahu
ALU operasi apa yang harus dilakukan dan operan yang digunakan dalam operasi
tersebut.
Misalnya, dua operan dapat ditambahkan bersama
atau dibandingkan secara logis. Formatnya dapat digabungkan dengan opcode dan
memberi tahu, misalnya, apakah ini instruksi titik tetap atau titik mengambang.
Output terdiri dari hasil yang ditempatkan
dalam register penyimpanan dan pengaturan yang menunjukkan apakah operasi
berhasil dilakukan. Jika tidak, beberapa jenis status akan disimpan di tempat
permanen yang terkadang disebut kata status mesin.
Secara umum, ALU mencakup tempat penyimpanan
untuk operan input, operan yang sedang ditambahkan, hasil akumulasi (disimpan
dalam akumulator )
dan hasil yang digeser. Aliran bit dan operasi yang dilakukan pada bit tersebut
di subunit ALU dikontrol oleh sirkuit berpagar.
Gerbang-gerbang dalam rangkaian ini
dikontrol oleh unit logika sekuensial yang menggunakan algoritma atau
sekuensi tertentu untuk setiap kode operasi. Dalam unit aritmatika, perkalian
dan pembagian dilakukan melalui serangkaian operasi penjumlahan atau
pengurangan dan penggeseran.
Ada beberapa cara untuk merepresentasikan angka
negatif. Dalam unit logika, satu dari 16 operasi logika yang mungkin dapat
dilakukan -- seperti membandingkan dua operan dan mengidentifikasi bit mana
yang tidak cocok.
Desain ALU merupakan bagian penting dari prosesor
dan pendekatan baru untuk mempercepat penanganan instruksi terus dikembangkan.
Jenis fungsi apa yang didukung ALU?
Dalam ilmu komputer, ALU berfungsi sebagai sirkuit digital kombinasional
yang melakukan operasi aritmatika dan bitwise pada
bilangan biner. Ini adalah blok penyusun dasar sirkuit logika aritmatika untuk
berbagai jenis unit kontrol dan sirkuit komputasi termasuk unit pemrosesan pusat
(CPU), FPU, dan unit
pemrosesan grafis .
Jauh sebelum PC modern, ALU pertama kali membantu
mendukung mikroprosesor dan transistor pada
tahun 1970-an.
Berikut ini adalah beberapa contoh operasi logika
bitwise dan operasi aritmatika dasar yang didukung oleh ALU:
·
Penjumlahan. Menjumlahkan A dan B dengan jumlah bawaan atau bawaan
pada Y.
·
Pengurangan. Mengurangi B dari A atau sebaliknya dengan selisih di
Y dan melakukan carry-in atau carry-out.
·
Peningkatan. Di mana A atau B ditingkatkan sebesar satu dan Y
mewakili nilai baru.
·
Penurunan. Di mana A atau B dikurangi satu dan Y merupakan nilai
baru.
·
DAN. Logika bitwise AND dari A dan B direpresentasikan oleh Y.
·
ATAU. Logika bitwise OR dari A dan B direpresentasikan oleh Y.
·
Eksklusif-ATAU. Logika bitwise XOR dari
A dan B direpresentasikan oleh Y.
Fungsi pergeseran ALU menyebabkan operan A atau B
bergeser, baik ke kanan maupun ke kiri, dengan operan baru dilambangkan dengan
Y. ALU kompleks menggunakan penggeser barel untuk menggeser operan A atau B
sebanyak berapa pun bit dalam satu operasi.
