Algorithmic Logical Unit ( ALU )

Oleh : Miftahul Amri Assalam

 

Algorithmic Logical Unit merupakan bagian yang melakukan semua perhitungan aritmatika untuk menjalankan suatu perintah. Dalam komputasi , logika aritmatika unit (ALU) adalah rangkaian digital yang melakukan aritmatika dan logika operasi. ALU adalah sebuah blok bangunan fundamental dari central processing unit (CPU) dari komputer, dan bahkan yang paling sederhana mikroprosesor mengandung satu untuk tujuan seperti timer mempertahankan. Prosesor ditemukan di dalam CPU modern dan unit pemrosesan grafis ( GPU ) mengakomodasi ALU sangat kuatdan sangatkompleks, sebuah komponen tunggal mungkin berisi sejumlah ALU. 

Matematikawan John von Neumann mengusulkan konsep ALU pada tahun 1945, ketika ia menulis sebuah laporan tentang fondasi untuk komputer baru yang disebut EDVAC . Penelitian ALUS tetap merupakan bagian penting dari ilmu komputer , jatuh di bawah struktur aritmatika dan logika dalam Sistem Klasifikasi ACM Computing.

Dalam komputasi ,logika aritmatika unit (ALU) adalah rangkaian digital yang melakukan aritmatika dan logisoperasi. ALU adalah sebuah blok bangunan fundamental dari central processing unit (CPU) dari komputer, dan bahkan yang paling sederhana mikroprosesor mengandung satu untuk tujuan seperti memelihara timer. Prosesor ditemukan di dalam CPU modern dan graphics processing unit ( GPU ) menampung kuat dan sangat kompleks, sebuah komponen tunggal mungkin berisi sejumlah ALU.

Sebuah ALU harus memproses nomor dengan menggunakan format yang sama sebagai bagian dari rangkaian digital. Format prosesor modern hampir selalu itu melengkapi dua representasi bilangan biner. Awal komputer menggunakan berbagai sistem bilangan, termasuk yang 'melengkapi ,melengkapi dua tanda-besarnya format, dan sistem desimal benar bahkan, dengan sepuluh tabung per digit. ALU untuk setiap salah satu sistem numerik memiliki desain yang berbeda, dan yang mempengaruhi preferensi, karena ini adalah representasi yang membuat lebih mudah untuk ALU untuk menghitung penambahan dan pengurangan. Yang 'melengkapi dan dua's melengkapi sistem nomor memungkinkan untuk pengurangan akan dicapai dengan menambahkan negatif nomor dalam cara yang sangat sederhana yang meniadakan kebutuhan untuk sirkuit khusus untuk melakukan pengurangan, namun, menghitung negatif dalam dua's melengkapi memerlukan menambahkan satu ke bit orde rendah dan menyebarkan nilai terbawa. Cara alternatif untuk melakukan pengurangan dua's melengkapi A-B adalah untuk menyajikan satu ke yang membawa input adder dan menggunakan ¬ B daripada B sebagai input kedua. Sebagian besar operasi suatu prosesor dilakukan oleh satu atau lebih ALU. Sebuah ALU membawa data dari register input ,eksternal Control Unit kemudian memberitahu ALU apa operasi untuk melakukan pada data,  dan kemudian ALU menyimpan hasilnya ke dalam output mendaftar. Control Unit bertanggung jawab untuk memindahkan data yang diolah antara register, ALU dan memori.

 

Kebanyakan ALU dapat melakukan operasi berikut:

·         Logika bitwise operasi ( DAN , TIDAK , ATAU , XOR )

·         Integer operasi aritmatika ( tambahan , pengurangan , dan kadang-kadang perkalian dan pembagian , walaupun ini lebih mahal)

·         Bit-pergeseran operasi (menggeser atau memutar kata dengan jumlah tertentu bit kekiri atau kanan, dengan atau tanpa ekstensi ). Pergeseran dapat dilihat sebagai perkalian dan pembagian oleh kekuatan dua .

Insinyur dapat mendesain Arithmetic Logic Unit untuk menghitung operasi apapun. Semakin kompleks operasi, semakin mahal ALU adalah, semakin banyak ruang yang digunakan dalam prosesor, semakin besar kekuasaannya menghilang. Oleh karena itu, para insinyur kompromi atau bekerjasama. Mereka membuat ALU cukup kuat untuk membuat cepat kinerja dari prosesor, namun tidak begitu rumit pengoperasiannya. Misalnya,  menghitung akar kuadrat dari jumlah mereka bisa menggunakan:

1.      Perhitungan dalam sebuah jam tunggal Desain sebuah kompleks ALU luar biasa yang menghitung akar kuadrat dari angka apapun dalam satu langkah.

2.      Perhitungan Desain pipa yang sangat kompleks ALU yang menghitung akar kuadrat dari angka apapun dalam beberapa langkah. The intermediate results go through a series of circuits arranged like a factory production line. Hasil serangkaian sirkuit diatur seperti sebuah jalur produksi pabrik. The ALU can accept new numbers to calculate even before having finished the previous ones. ALU dapat menerima nomor baru untuk menghitung bahkan sebelum menyelesaikan yang sebelumnya. ALU sekarang dapat menghasilkan sejumlah hasil secepat perhitungan jam tunggal,  meskipun hasilnya mulai keluar dari ALU hanya setelah penundaan awal.

3.      Desainiteratif perhitungan berupa ALU kompleks yang menghitung akar kuadrat melalui beberapa langkah. Hal ini biasanya bergantung pada kontrol dari kompleks unit kontrol yang dibangun microcode .

4.      Co-prosesor mendesain ALU sederhana di prosesor, dan menjual prosesor yang khusus dan mahal terpisah dimana pelanggan dapat menginstal tepat di samping ini, dan melaksanakan salah satu opsi di atas.

5.      Perpustakaan Software

Memberitahu programer bahwa tidak ada co-prosesor dan tidak ada emulasi , sehingga mereka akan harus menulis algoritma mereka sendiri untuk menghitung akar kuadrat dengan perangkat lunak.

6.      Perangkat lunak emulasi

Emulasikan keberadaan prosesor-co , yaitu, setiap kali sebuah program mencoba untuk melakukan perhitungan akar kuadrat, membuat prosesor memeriksa jika ada sebuah co-prosesor yang menunjukkan jika ada satu,  jika tidak ada satu, maka akan mengganggu proses program dan memerintahkan sistem operasi untuk melakukan perhitungan akar kuadrat melalui beberapa algoritma perangkat lunak.
Pilihan di atas mulai dari yang tercepat dan paling mahal sampai paling lambat dan paling mahal. Oleh karena itu, komputer yang sederhana dapat menghitung rumus paling rumit, akan tetapi komputer paling sederhana biasanya akan memakan waktu lama melakukan hal itu karena beberapa langkah untuk menghitung formula.

Sumber : Wikimedia dan berbagai sumber lainnya.