ARITHMETIC
AND LOGIC UNIT
(ALU)
DISUSUN OLEH:
APRILIA DWI ASTUTI
05 - X MM 1
SMK NEGERI 1 BANTUL
TAHUN PELAJARAN 2015/2016
KATA
PENGANTAR
Dengan menyebut nama Allah SWT yang
Maha pengasih lagi Maha Penyayang, saya panjatkan puji syukur atas kehadirat-Nya,
yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, serta inayah-Nya sehingga saya dapat
menyelesaikan makalah tentang “Arithmetic and Logic Unit (ALU)” ini guna
memenuhi tugas kelas X SMKN 1 Bantul semester 1 mata pelajaran Sistem Komputer.
Makalah ini saya susun dengan maksimal
dan mendapatkan bantuan dari beberapa pihak sehingga dapat memperlancar
penyusunan makalah ini. Untuk itu saya mengucapkan terimakasih kepada semua
pihak yang telah terlibat dalam makalah ini.
Terlepas dari semua itu, saya menyadari
sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun
tata bahasanya. Oleh karena itu dengan senang hati saya menerima segala kritik
dan saran dari pembaca agar makalah ini dapat lebih baik lagi.
Akhir kata saya berharap semoga makalah
“Arithmetic and Logic Unit (ALU)” ini dapat memberikan manfaat dan inspirasi
untuk pembaca.
Bantul,
11 November 2015
DAFTAR
ISI
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
BAB I PEMBAHASAN
A.
LATAR BELAKANG
B.
TUJUAN
C.
RUMUSAN MASALAH
BAB II PEMBAHASAN
A.
PENGERTIAN ALU
B.
SEJARAH ALU
C.
OPERASI PADA ALU
D.
TUGAS & FUNGSI ALU
E.
STRUKTUR & CARA KERJA PADA ALU
F.
ADDER
· half
adder
· full
adder
· paralel
adder
BAB III PENUTUP
A.
KESIMPULAN
B.
REFERENSI
BAB
I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Komputer merupakan alat modern yang tidak bisa
dilepaskan dari kehidupan sehari-hari. Mulai dari mengerjakan
pekerjaan kantor, multimedia, bahkan hiburan. Perkembangan komputer semakin
berkembang dan masih akan berkembang tanpa batas. Semakin berkembang suatu komponen
komputer maka otomatis kecepatan processor semakin besar dan semakin cepat
proses eksekusi pada komputer. Processor juga disebut dengan otak dari suatu
computer. Dalam processor itulah alu dan segala prosesnya terjadi. Tujuan serta
cara kerja alu dalam suatu processor akan sama jika processor itu dibuat oleh
perusahaan yang sama.
ALU atau juga sering disebut Arithmetic and Logic
Unit adalah suatu komponen yang terdapat didalam computer. ALU
merupakan pusat untuk menghitung operasi aritmatika dan logika. Untuk itu kami
mencoba untuk menulis beberapa hal mengenai ALU
B.
Tujuan
Penulisan
makalah ini untuk melengkapi tugas dari mata pelajaran sistem komputer kelas X
semester 1 jurusan multimedia. Selain itu pula penulisan makalah ini secara umum
bertujuaan untuk menambah wawasan tentang Arithmetic and Logic Unit.
C. Rumusan Masalah
Dalam makalah ini, penulis akan
membahas tentang :
a.
Pengertian Arithmetic and Logic Unit
b.
Sejarah ALU
c. Operasi Pada ALU
d. Tugas dan Fungsi ALU
e. Struktur dan Cara Kerja Pada ALU
f. ADDER
BAB II PEMBAHASAN
A. PENGERTIAN ARITHMETIC
AND LOGIC UNIT (ALU)
Arithmatic and Logic Unit (ALU) adalah salah satu
bagian/komponen dalam sistem didalam sistem komputer yang berfungsi melakukan
operasi/perhitungan aritmatika dan logika (seperti penjumlahan, pengurangan dan
beberapa logika lain). ALU bekerja sama dengan 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.
B. SEJARAH ALU
Aritmetika yang
terbatas pada jumlah yang sangat kecil artifak kecil yang menunjukkan konsep
yang jelas penambahan (+) dan
pengurangan (-), yang
paling terkenal menjadi tulang Ishango dari Afrika tengah, datang dari suatu tempat antara 20.000 dan 18.000 SM.
Jelas bahwa Babel memiliki pengetahuan
yang kokoh dari hampir semua aspek aritmetika dasar oleh 1800 SM, sejarawan
meskipun hanya bisa menebak metode yang digunakan untuk menghasilkan hasil
aritmetika, seperti
yang ditunjukkan. Misalnya,
dalam tablet tanah liat Plimpton 322, yang muncul menjadi daftar Pythagoras
tiga kali lipat, tetapi tanpa kerja untuk menunjukan bagaimana daftar ini
awalnya diproduksi. Demikian pula, Mesir Rhin Mathematical Papyrus (berasal
dari sekitar 1650 SM, meskipun jelas salinan teks yang lebih tua dari sekitar
1850 SM) menunjukan bukti penambahan (+), pengurangan (-), perkalian (x), dan pembagian (/) yang digunakan dalam sebagian unit sistem.
Nicomachus merangkum filsafat Pythagoras
pendekatan angka, dan hubungan mereka satu sama lain, dalam Pengenalan aritmatika. Pada saat ini, operasi aritmatika dasar adalah
urusan yang sangat rumit, itu adalah metode yang dikenal sebagai “Metode
orang-orang Indian” (Latin Modus Indorum) yang menjadi aritmatika yang kita
kenal sekarang. Aritmatika India jauh lebih sederhana daripada aritmatika
Yunani karena kesederhanaan system angka India, yang memiliki nol dan notasi
nilai tempat. Abad ke - 7 Syria
Severus Sebokht uskup disebutkan metode ini dengan
kekaguman, namun menyatakan bahwa Metode dari India ini tak tertuliskan.
Orang-orang Arab belajar metode baru ini dan menyebutkan Fibonacci
(juga dikenal dengan Leonardo dari Paris) memperkenalkan “Metode dari Indian”
ke Eropa pada 1202. Dalam bukunya Liber Abaci, Fibonacci mengatakan bahwa
dibandingkan dengan metode baru ini, semua metode lain telah kesalahan. Dalam
Abad Pertengahan. Aritmatika adalah satu dari tujuh seni liberal diajarkan di
universitas.
C. OPERASI PADA ALU
Operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan,
sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU melakukan
operasi aritmatika yang lainnya seperti pengurangan, dan pembagian
dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik di ALU yang
digunakan untuk melaksanakan operasi aritmatika ini disebut adder. ALU
melakukan operasi aritmatika dengan dasar pertambahan, sedang operasi
aritmatika yang lainnya, seperti pengurangan, perkalian, dan pembagian
dilakukan dengan dasar penjumlahan. sehingga sirkuit elektronik di ALU yang
digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika.
D. TUGAS DAN FUNGSI ALU
Tugas 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, yaitu :
a. sama dengan (=)
b. tidak sama dengan (<>)
c. kurang dari (<)
d. kurang atau sama dengan dari (<=)
e. lebih besar dari (>)
f. lebih besar atau sama dengan dari (>=)
Arithmatic Logical Unit (ALU) Juga Bertugas
membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer. ALU sering disebut mesin
bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi
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), 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.
E. STRUKTUR
DAN CARA KERJA PADA ALU
ALU
akan bekerja setelah mendapat perintah dari Control Unit yang terletak pada
processor. Contorl Unit akan memberi perintah sesuai dengan komando yang
tertulis(terdapat) pada register. Jika isi register memberi perintah untuk
melakukan proses penjumlahan, maka PC akan menyuruh ALU untuk melakukan proses
penjumlahan. Selain perintah, register pun berisikan operand-operand. Setelah
proses ALU selesai, hasil yang terbentuk adalah sebuah register yang berisi
hasil atau suatuperintah lainnya. Selain register, ALU pun mengeluarkan suatu
flag yang berfungsi untuk memberi tahu kepada kita tentang kondisi suatu
processor seperti apakah processor mengalami overflow atau tidak.
ALU
(Arithmethic and Control Unit) adalah bagian dari CPU yang bertanggung jawab
dalam proses komputasi dan proses logika. Semua komponen pada CPU bekerja untuk
memberikan asupan kepada ALU sehingga bisa dikatakan bahwa ALU adalah inti dari
sebuah CPU. Perhitungan pada ALU adalah bentuk bilangan integer yang
direpresentasikan dengan bilangan biner. Namun, untuk saat ini, ALU dapat
mengerjakan bilangan floating point atau bilangan berkoma, tentu saja
dipresentasikan dengan bentuk bilangan biner. ALU mendapatkan data (operand,
operator, dan instruksi) yang akan disimpan dalam register. Kemudian data
tersebut diolah dengan aturan dan sistem tertentu berdasarkan perintah control
unit. Setelah proses ALU dikerjakan, output akan disimpan dalam register yang
dapat berupa sebuah data atau sebuah instruksi. Selain itu, bentuk output yang
dihasilkan oleh ALU berupa flag signal. Flag signal ini adalah penanda status
dari sebuah CPU. Bilangan Ineger Bilangan integer (bulat) tidak dikena oleh
komputer dengan basis 10. Agar komputer mengenal bilangan integer, maka para
ahli komputer mengkonversi basis 10 menjadi basis 2. Seperti kita ketahui,
bahwa bilangan berbasis 2 hanya terdiri atas 1 dan 0. Angka 1 dan 0
melambangkan bahwa 1 menyatakan adanya arus listrik dan 0 tidak ada arus
listrik. Namun, untuk bilangan negatif, computer tidak mengenal simbol (-).
Komputer hanya mengenal simbol 1 dan 0. Untuk mengenali bilangan negatif, maka
digunakan suatu metode yang disebut dengan Sign Magnitude Representation.
Metode ini menggunakan simbol 1 pada bagian paling kiri (most significant) bit.
Jika terdapat angka 18 = (00010010)b, maka -18 adalah (10010010)b. Akan tetapi,
penggunaan sign-magnitude memiliki 2 kelemahan. Yang pertama adalah terdaptnya
-0 pada sign magnitude[0=(00000000)b; -0=(10000000)b]. Seperti kita ketahui,
angka 0 tidak memiliki nilai negatif sehingga secara logika, sign-magnitude
tidak dapat melakukan perhitungan aritmatika secara matematis. Yang kedua
adalah, tidak adanya alat atau software satupun yang dapat mendeteksi suatu bit
bernilai satu atau nol karena sangat sulit untuk membuat alat seperti itu. Oleh
karena itu, penggunaan sign magnitude pada bilangan negatif tidak digunakan,
akan tetapi diganti dengan metode 2′s complement. Metode 2′s complement adalah
metode yang digunakan untuk merepresentasikan bilangan negatif pada komputer.
Cara yang digunakan adalah dengan nilai terbesar dari biner dikurangin dengan
nilai yang ingin dicari negatifnya
F.ADDER
Adder
merupakan rangkain ALU (Arithmetic
and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan. Karena adder
digunakan untuk memproses operasi aritmatika, maka adder juga sering disebut
rangkaian kombinasional aritmatika. Ada 3 jenis Adder, yaitu:
1.
Rangkaian adder yang hanya
menjumlahkan dua bit disebut Half Adder.
2.
Rangkaian adder yang hanya
menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder.
3.
Rangkaian adder yang
menjumlahkan banyak bit disebut Paralel Adder.
·
Half Adder.
Rangkain
half adder merupakan dasar bilangan biner yang masing-masing hanya terdiri dari
satu bit, oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap.
1.
Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan,
hasilnya S (Sum) = 0.
2.
Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan, hasilnya
S (Sum) = 1.
3. Jika
A=1 dan B=1 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 0. Dengan nilai pindahan Cy (Carry
Out) = 1. Dengan demikian, half adder memiliki dua masukan (A dan B), dan dua
keluaran (S dan Cy).
|
A
|
B
|
S
|
Cy
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
0
|
1
|
1
|
0
|
|
1
|
0
|
1
|
0
|
|
1
|
1
|
0
|
1
|
Dari tabel diatas, terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama
dengan nilai logika dari gerbang XOR, sedangkan nilai logika Cy sama dengan
gerbang logika AND. Dari tabel diatas, dapat dibuat rangkaian half adder.
·
Full Adder
Full
adder adalag mengolah data penjumlahan 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak
terbatas), oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap. Perhatikan
tabel dibawah ini.
|
A
|
B
|
C
|
S
|
Cy
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
|
1
|
0
|
0
|
1
|
0
|
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
·
Paralel Adder
Paralel
Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara paralel dan berfungsi
untuk menjumlahkan bilangan biner berapa pun bitnya, tergantung jumlah Full
Adder yang diparalelkan. Gambar dibawah ini menunjukan Paralel Adder yang
terdiri dari 4 buah Full Adder yang disusun paralel sehingga membentuk sebuah
penjumlahan 4 bit.
BAB III
PENUTUP
A.
KESIMPULAN
Arithmetic
And Logic Unit adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang
berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. ALU bekerja sama dengan
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 menggunakansistem bilangan biner (two’s
complement). ALU mendapat data dari register. Kemudian data tersebut
diproses dan hasilnya akan disimpan dalam register tersendiri yaitu
ALU. 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 utama dari ALU (Arithmetic And Logic Unit) adalah melakukan semua
perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi
program.
B. REFERENSI
- Http://cahyomuhajir.blogspot.com/2012/01/aritmetic
-logic-unit.html?m=1
- (sumber:
buku pengenalan komputer, hal 154-155, karangan prof.dr.jogiyanto h.m,
m.b.a.,akt.)
