MAKALAH ALU (ARITHMETIC AND LOGIC UNIT)

A. STRUKTUR KOMPUTER

Struktur komputer didefinisikan sebagai cara-cara dari tiap komponen saling terkait

B. PENGERTIAN ALU

ALU, singkatan dari Arithmetic And Logic Unit (bahasa Indonesia: unit aritmatika dan

logika), adalah salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk

melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. Contoh operasi aritmatika 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

aritmatika atau matematika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan

operasi aritmatika yang lainnya. Seperti pengurangan, pengurangan, dan pembagian dilakukan

dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk

melaksanakan operasi aritmatika ini disebut adder. 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.

1

C. TUGAS ALU

Tugas lain 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 (>=)

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.

D. TIPE DATA

1. Data Numerik : merepresentasikan integer dan pecahan fixed-point, real floating-point dan

desimal berkode biner.

2. Data Logikal : digunakan oleh operasi logika dan untuk menentukan atau memeriksa kondisi

seperti yang dibutuhkan untuk instruksi bercabang kondisi.

3. Data bit-tunggal : untuk operasi seperti SHIFT, CLEAR dan TEST.

4. Data Alfanumerik : data yang tidak hanya dikodekan dengan bilangan tetapi juga dengan

huruf dari alpabet dan karakter khusus lainnya

2

E. REPRESENTASI PROSES

Hubungan interkoneksi ALU dengan:

register: tempat penyimpanan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi.

flag diset ALU:sebagai hasil dari suatu operasi,misalnya: over flag, diset 1 bila hasil komputasi

melampaui panjang register tempat flag disimpan.

unit control: menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke

dan dari ALU

F. REPRESENTASI INTEGER

Hanya menggunakan 0 dan 1 untuk menghitung segalanya

Angka positif disimpan dalam biner

Tidak ada tanda minus maupun titik (.)

Sign Magnitude

Dua compliment

Jenis operasi aritmatika dalam komputer :

Penjumlah Tak Lengkap (Half Adder)

Penjumlah Lengkap (Full Adder)

Penjumlah Biner Paralel

Pengurang Paro dan Penuh (Half and Full Substractor)

G. HALF ADDER

Half Adder adalah suatu rangkaian penjumlahan sistem bilangan biner yang paling sederhana.

Rangkaian ini hanya dapat digunakan untuk operasi penjumlahan data bilangan biner sampai 1bit

3

saja. Rangkaian Half Adder memiliki 2 terminal input untuk 2 variabel bilangan biner clan 2

terminal output, yaitu SUMMARY OUT (SUM) dan CARRY OUT (CARRY).

Skema Diagram HALF ADDER

Tabel Kebenaran HALF ADDER

Ket :

1 = Benar

4

0 = Salah

Jika setiap elemen yang dihubungkan salah satu ada yang Salah/(0) maka pernyataan pada

percobaan Rangakaian Half Adder ini menunjukan Salah/(0).

H. FULL ADDER

Merupakan rangkaian elektronik yang bekerja melakukan perhitungan penjumlahan

sepenuhnya dari dua buah bilangan binary, yang masing-masing terdiri dari satu bit. Rangkaian

ini memiliki tiga input dan dua buah output, salah satu input merupakan nilai dari pindahan

penjumlahan, kemudian sama seperti pada half adder salah satu outputnya dipakai sebagai

tempat nilai pindahan dan yang lain sebagai hasil dari penjumlahan.

Rangkaian ini dibuat dengan gabungan dua buah half adder dan sebuah gerbang OR. Logika

utama rangkaian gerbang full adder adalah bahwa ketika menjumlahkan dua bilangan biner maka

ada sebuah carry yang juga mempengaruhi hasil dari penjumlahan tersebut, karenanya rangkaian

ini bisa melakukan penjumlahan secara sepenuhnya.

Skema Diagram FULL ADDER

Tabel Kebenaran FULL ADDER

5

Keterangan :

1 = Benar

0 = Salah

Jika setiap elemen yang dihubungkan salah satu ada yang Benar/(1) maka pernyataan pada

percobaan Rangakaian Full Adder ini menunjukan pernyataan Benar/(1)

Sign Magnitude

Angka pada deret kiri menunjukkan positif atau tidaknya suatu bilangan

0 menyatakannegatif

1 menyatakan positif

Contoh :

+18 = 00010010

-18 = 10010010

Masalah : 0 dianggap memiliki 2 nilai, yaitu +0 dan -0

Bilangan Negatif Pada 2’s Complement

6

1.Sistem bilangan dalam 2’s complement menggunakan bit paling kiri (MSB) sebagai bit tanda

dan sisanya sebagai bit nilai seperti pada sign magnitude

2.Bilangan negatif dalam 2’s complement dibentuk dari:

- komplemen satu dari bilangan biner semula (nilai positif)

- menambahkan 1 pada LSB

Dua Compliment

Dua bilangan yang memiliki nilai positif dan negatif

Contoh

+3 = 00000011

+2 = 00000010

+1 = 00000001

+0 = 00000000

-1 = 11111111

-2 = 11111110

-3 = 11111101

Keunggulan

Hanya memiliki 1 nilai angka 0

Aritmatika lebih mudah

Negasi lebih mudah

Jangkauan Bilangan

7

8 bit Komplemen 2 (signed byte)

+12710 = 011111112 = 27 -1

-12810 = 100000002 = -27

16 bit Komplemen 2 (signed word)

+3276710 = 011111111 111111112 = 215 - 1

-3276810 = 100000000 000000002 = -215

I. REPRESENTASI INTEGER OLEH BINER

Dalam sistem bilangan biner ada 4 macam sistem untuk merepresentasikan integer

- representasi unsigned integer

- representasi nilai tanda (sign magnitude)

- representasi bias

- representasi komplemen dua (2’s complement)

1. Unsigned Integer

-Untuk keperluan penyimpanan dan pengolahan komputer diperlukan bilangan biner yang terdiri

atas 0 dan 1

-1 byte (8 bit binary digit) dapat digunakan untuk menyatakan bilangan desimal dari 0 – 255

Kelemahan Unsigned Integer

Kelemahan

- hanya dapat menyatakan bilangan positif

- sistem ini tidak bisa digunakan untuk menyatakan bilangan integer negatif

8

J. REPRESENTASI NILAI TANDA (SIGN MAGNITUDE)

-Karena kelemahan unsigned integer

-Dikembangkan beberapa konvensi untuk menyatakan bilangan integer negatif

Konvensi

-Perlakuan bit yang paling kiri (MSB) di dalam byte sebagai tanda

-Bila MSB = 0 maka bilangan tersebut positif

-Jika MSB = 1 maka bilangan tersebut negatif

Kelemahan sign magnitude

Adanya representasi ganda pada bilangan 0

K. REPRESENTASI BIAS

-Digunakan untuk menyatakan exponen (bilangan pemangkat) pada representasi floating point

-Dapat menyatakan bilangan bertanda, yaitu dengan mengurutkan dari bilangan negatif terkecil

yang

dapat dijangkau sampai bilangan positif paling besar yang bisa dijangkau

-Mengatasi permasalahan pada sign magnitude yaitu +0 dan -0

L. REPRESENTASI KOMPLEMEN 2 (TWO’S COMPLEMENT)

Merupakan perbaikan dari representasi nilai bertanda (sign magnitude) yang mempunyai

kekurangan pada operasi penjumlahan dan pengurangan serta representasi nilai 0

9

DAFTAR PUSTAKA

http://wikipedia.com

http://myant2526.blogspot.com/2010/04/tujuan-belajar-aritmatika-mengerti.html

10