Pengertian ALU Beserta Fungsi dan Rangkaian ALU pada CPU / Prosessor

Penulis : IQBAL FAUZI

Membahas tentang perangkat komputer memang seperti tidak ada habisnya. Dengan berbagai macam perubahan dan peningkatan cara kerja sistem maka diperoleh juga fungsi komputer yang lebih eefektif dan efisien. Dalam kesempatan kali ini kami akan membahas dan mendeskripsikan salah satu perangkat komputer yang juga memegang peran yang cukup vital, nama komponen itu adalah ALU atau biasa disebut dengan Arithmetic and Logic Unit.

Dari sekian banyaknya komponen pendukung yang ada pada komputer mungkin kebanyakan orang tidak pernah mendengar nama ALU. Merupakan hal yang wajar jika sebagian orang kurang mengetahui atau bahkan tidak pernah mendengarnya tapi dibalik itu terdapat fungsi yang sangat penting dan akan kami bahas kali ini beserta rangkaian yang ada pada ALU.

Sebelum membahas lebih dalam perlu diketahui bahwa masing – masing komponen pada komputer menjalankan fungsinya sendiri dan diintegrasikan ke dalam suatu sistem komputer, termasuk juga pada ALU. Anda pasti sudah mengetahui bahwa di dalam CPU terdapat berbagai macam komponen pendukung. Semua proses yang ada dalam CPU kemudian diteruskan ke komponen output. Oleh karena itu kerusakan pada salah satu komponen pendukung juga dapat berdampak sangat besar pada komputer anda.

Sebagai salah satu mikroprosessor yang ada di CPU, komponen ALU menjalankan tugasnya sesuai dengan perintah dari otak komputer yakni prosessor itu sendiri. Sesuai dengan namanya perangkat ini lebih berkonsentrasi kepada fungsi aritmatika dan fungsi logika. Fungsi aritmatika adalah suatu fungsi yang mengarah ke operasi matematika seperti penjumlahan, pengurangan, penjumlahan tidak bertanda dan lain – lain. Sedangkan maksud dari fungsi logika sendiri adalah seringkali digunakan untuk mengoperasikan logika AND, OR, XOR dan lain – lain.

Fungsi ALU

Sudah dijelaskan sebelumnya bahwa komponen ALU atau Arithmetic and Logic Unit lebih berfokus pada fungsi dasar operasi aritmatika dan fungsi logika. Untuk melakukan tugas pengoperasian matematika, maka ALU melibatkan suatu sirkuit khusus yang disebut Adder.

Karena dibuat khusus untuk proses perhitungan aritmatika maka sirkuit Adder ini seringkali disebut rangkaian kombinasional aritmetika. Terdapat beberapa macam yakni Half Adder yang difungsikan untuk menjumlahkan dua bit, lalu Full Adder yang dapat menjumlahkan tiga bit dan yang terakhir adalah Paralel Adder yang dapat menjumlahkan banyak bit. Penjelasan lebih detailnya ada dibawah ini :

1. Half Adder

Rangkaian half adder merupakan dasar penjumlahan bilangan Biner dengan hanya dua bit, seringkali juga disebut Penjumlah Tak Lengkap. Contoh pengoperasiannya adalah jika A = 0 dan B = 1 dijumlahkan maka hasilnya (Sum) adalah 0. Dalam hal ini Half Adder memiliki 2 masukkan yakni A dan B serta memiliki keluaran yakni S atau Sum dan CY atau Carry Out (nilai pindahan). Hal itu berlaku juga pada operasi aritmatika lain.

2. Full Adder

Sama halnya seperti Half Adder, untuk Full Adder, proses penjumlahan dua bilangan juga dikonversi terlebih dahulu ke dalam bilangan biner. Masing – masing posisi pada bit dijumlahkan. Cara kerjanya juga hampir mirip dengan Full Adder, dan untuk outputnya terdiri atas Sum serta bit kelebihannya (Carry Out).

3. Paralel Adder

Untuk Paralel Adder rangkaiannya tersusun dari Half Adder pada bagian Least Significant Bit (LSB) dan pada bit – bit berikutnya terdiri dari rangkaian Full Adder. Proses penjumlahannya dilakukan mulai dari Least Significant Bit (LSB) dan kemudian sampai pada Most Significant Bit (MSB).

Tugas lain dari komponen ALU adalah melakukan keputusan operasi logika sesuai dengan instruksi program yang dikeluarkan. Operasi logika ini melibatkan dua buah komponen pembanding seperti sama dengan (=), tidak sama dengan (≠), lebih besar dari (>), lebih besar sama dengan dari (≥), kurang dari (<), kurang sama dengan dari (<). Semua tugas itu berperan besar dalam penggunaan setiap operasi dasar komputer.

Rangkaian Pada ALU

Membahas tentang rangkaian pada ALU maka kami lebih menekankan kepada pemahaman struktur – struktur yang ada pada komponen pendukung yang satu ini. Sebagai salah satu bagian dari CPU bukan berarti ALU bekerja sendiri. Masih ada bagian terkecil dari komponen ALU, dan inilah bagian paling vital dalam suatu sisitem.

Peran ALU dan komponen lainnya dalam CPU (prosessor)

Sudah dijelaskan sebelumnya bahwa ALU memiliki 2 fungsi utama yakni menjalankan perhitungan aritmatika dan melakukan fungsi dasar logika. Sudah dijelaskan pula bahwa sebagai bagian dari komponen CPU, ALU tidak bekerja sendiri. Suatu komponen bernama Control Unit (CU) yang ada pada Processor akan memberi perintah terlebih dahulu. Selain Control Unit terdapat pula register, dan setiap komando atau perintah yang diberikan Control Unit harus sesuai dengan komando yang ada pada register. Register adalah bagian memori dari mikroprosessor yang dapat diakses dengan kecepatan tinggi. Apabila register memberikan perintah untuk menghitung penjumlahan maka secara otomatis komputer juga melakukan hal yang sama.

Setelah melewati proses perhitungan di ALU maka terbentuk hasil atau perintah selanjutnya yang juga berbentuk register. Selain berbentuk register, output atau hasil dari ALU juga berbentuk suatu flag yang biasa digunakan sebagai indikasi atau memberi tahu pada kita secara detail kondisi processor (mengalami overflow atau tidak). Hal ini berlaku juga untuk fungsi aritmatika lain ataupun operasi logika.

Pada dasarnya rangkaian pada ALU memang hanya terdiri atas gerbang AND dan OR serta rangkaian full adder. Di awal – awal ALU sudah mampu mengoperasikan 4 metode komputasi dasar yakni penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian. Namun mengiringi perkembangan fungsi mendorong peningkatan juga pada komponen dasar lainnya termasuk juga ALU.