Rangkaian Logika Kombinasional

    Setelah sebelumnya kita telah mempelajari gerbang logika, langkah selanjutnya adalah mempelajari rangkaian gerbang logika. jadi teruntuk teman-teman yang belum mmemahami konsep dasar mengenai gerbang logika, dipersilahkan klik di sini terlebih dahulu agar mudah memahami yang akan kita pelajari ini.

    Rangkaian logika kombinasional merupakan rangkaian yang terdiri dari kombinasi antara gerbang logika yang memiliki keluaran (output) tergantung dari pada kombinasi masukan (input) yang ada. Sesuai dengan gerbang logika, rangkaian logika kombinasional adalah rangkaian yang dapat ditentukan menggunakan logika yang operasinya dilakukan menggunakan fungsi boolean.

     Dapat dikatakan rangkaian kombinasional apabila sifat rangkaian tersebut memiliki sifat output (keluarannya) akan ditentukan oleh input (masukan) eksternalnya saja.

Tahapan Membuat Produk Desain

Dalam membuat rangkaian logika kombinasional untuk sebuah produk desain terdapan tahapan yang sebagai berikut.

1. Menentukan Spesifikasi Rangkaian
2. Menentukan Algoritma
3. Menentukan tabel kebenaran
4. Menentukan fungsi keluaran rangkaian
5. Menentukan diagram logika
6. Menguji hasil keluaran

Macam-macam Rangkaian Kombinasional

1. Encoder

    Encoder merupakan suatu rangkaian logika kombinasional yang tujuannya untuk mengubah atau mengkodekan suatu sinyal input (masukan) diskrit menjadi sebuah output (keluaran) berupa kode biner. Rangkaian encoder disusun dari gerbang-gerabang logika yang outputnya berupa keluaran  biner dengan hasil tanggapan berupa dua atau lebih variabel input. Output dari encoder dinyatakan dengan aljabar boolean yang mana bergantung dari kombinasi-kombinasi gerbang logika yang digunakan. 

    Terdapat syarat dalam melakukan perancangannya yaitu m < 2n . Variabel m adalah kombinasi input dan variabel n adalah total bit output dari sebuah encoder. Satu buah kombinasi input hanya dapat mewakili satu buah kombinasi output.

Perhatikan contoh tabel fungsi output encoder berikut:

Gambar 1.1 | Tabel fungsi output encoder

Maka didapatkan fungsi sebagai berikut :

Y0 = I1 + I3 + I5 + I7

Y1 = I2 + I3 + I6 + I7

Y2 = I4 + I5 + I6 + I7

Kemudian dari persamaan tadi, maka dapat dibuat rangkaian gerbang logikanya seperti berikut :

Gambar 1.2 | Hasil rangkaian gerbang logika

Gambar 1.3 | encoder oktal ke biner

Contoh seperti diatas merupakan encoder oktal ke biner (encoder 8 ke 3) yaitu mengubah data input bilangan oktal menjadi output berupa kode biner 3-bit. Umumnya, encoder menghasilkan kode 2, 3, atau 4-bit dengan persamaan n bit memiliki 2­_­­n saluran input.

2. Decoder

    Rangkaian decoder memiliki karakteristik kebalikan dari encoder, yaitu mengubah kode biner menjadi sinyal diskrit. Dekoder harus memenuhi persyaratan desain m < 2 n. Variabel m adalah kombinasi keluaran dan n adalah jumlah bit masukan. Satu kombinasi input hanya dapat mewakili satu kombinasi output.

3. Rangkaian Logika Kombinasional Multiplexer

    Rangkaian logika kombinasional MUX merupakan unsur elektronik yang dapat memilih input yang kemudian akan diteruskan kepada bagian output. pada bagian control select akan ada signal yang akan menentukan input yang akan dipilih.

Gambar 3.1 | Rangkaian gerbang logika MUX 4 saluran ke 1 saluran

Peta Karnaugh terhadap perencanaan rangkaian pada gambar 3.1 adalah sebagaimanaa berikut : 

Gambar 3.2 | Peta Karnaugh MUX

4. Rangkaian Logika Kombinasional Demultiplexer

    Sebagaimana decoder merupakan kebalikan dari encoder, Demultiplexer merupakan kombonen yang berkebalikan dengan multiplexer. Ciri komponen ini adalah jumlah masukannya yang hanya satu, namun memiliki keluaran yang banyak. Dan apabila pada MUX input ditentukan oleh signal, maka pada DEMUX control select yang akan menentukan signal yang akan disalurkan kepada outputnya.

Gambar 4.1 | Rangkaian gerbang logika DEMUX

Peta Karnaugh terhadap perencanaan rangkaian pada gambar 4.1 adalah sebagaimanaa berikut : 

Gambar 4.2 | Peta Karnaugh MUX

5. Adder

    Adder merupakan basic dari sebuah sistem penjumlahan dalam rangkaian digital. Adder sendiri merupakan bagian dari rangkaian ALU (Arithmetic and Logic Unit). Adder berfungsi memproses operasi aritmatika sehingga adder kerap juga dikenal sebagai rangkaian kombinasional aritmatika. Adapun pembagian jenis-jenis Adder sebagai berikut:

    A. Half Adder

          Half Adder diketahui sebagai rangkaian penjumlahan yang paling mudah dan sederhana. Karena cara membentuknya hanya degan menggabungkan dua gerbang logika dasar, yaitu gerbang logika EXOR dan gerbang logika AND, seperti pada gambar berikut ini.

Gambar 5.1.1 | Rangkaian gerbang logika Half-Adder

        Half-Adder biasa disimbolkan pula sebagai berikut.

Gambar 5.1.2 | Simbol umum rangkaian logika Half-Adder

        Half Adder mempunyai kemirirpan dengan prinsip dasar penjumlahan biner. sehingga rangkaiannya hanya melibatkan carry out (sisa dari hasil penjumlahan). Sedangkan kenyataan yang kita dapatkan bahwa lebih sering kita jumpai penjumlahan yang melibatkan carry in (sisa hasil dari penjumlahan yang harus ditambahkan di bilangan selanjutnya). Demikian makanya Adder dibutuhkan agar penjumlahan dapat dilakukan dengan benar dan sempurna.

Gambar 5.1.3 | Tabel Kebenaran Rangkaian Half-Adder

    B. Full Adder (FA)

        Sesuia namanya FA adalah sebuah rangkaian yang melakukan penjumlahan penuh yang berarti pada rangkaian ini akan sangat penting untuk melibatkan carry in. Rangakian ini dinamakan juga Full Adder karena dapat dibuat dengan cara menggabungkan dua buah rangkaian Half-Adder seperti pada gambar berikut.

Gambar 5.2.1 | Tabel Kebenaran Rangkaian Half-Adder

        Full-Adder biasa disimbolkan pula sebagai berikut.

Gambar 5.2.2 | Simbol umum rangkaian logika Full-Adder

        Cara kerja Full Adder akan dijelaskan pada tabel kebenaran berikut.

Gambar 5.2.3 | Tabel Kebenaran Rangkaian Full-Adder

    C. Paralel Binary Adder (PBA)

         Kita ketahui Full Adder sudah bisa melaksanakan penjumlahan  dengan melibatkan carry in. Namun  rangkaian ini tidak bisa melakukan penjumlahan dari sekian deret angka biner secara bersamaan. Sebagaimana namanya, cara untuk melakukan penjumlahan secara sem[urna menggunakan rangakaian ini adalah dengan cara menyusun rangkaian Full-Adder secara paralel seperti pada gambar berikut.

Gambar 5.3.1 | Simbol umum rangkaian logika PBA

Demikian adalah penjelasan mengenai rangkaian logika kombinasional. lumayan memusingkan bukan? Semoga penjelasan ini dapat membantu teman teman dalam mempelajarinya. Terimakasih...

Reference :

https://www.uniksharianja.com/2015/03/rangkaian-penjumlah-atau-adder.html

http://yan-aprendi1994.blogspot.com/2015/07/rangkaian-logika-kombinasional-dan.html

https://allfilescomputer.blogspot.com/2013/10/gerbang-logika-half-adder-full-adder.html

Gerbang Logika

Memahami Gerbang Logika dan Tabel Kebenaran

    Pernahkah kamu mendengar istilah gerbang logika? Gerbang logika adalah istilah yang digunakan ketika melakukan perancangan serta mendesain sebuah sistem atau struktur yang dikendalikan oleh input digital dan mengeluarkan sebuah output yang hasilnya bergantung pada bentuk sistem tangkaian itu sendiri. 

    walaupun pembelajaran ini lumayan abstrak namun sangat penting loh, bukan hanya dalam dunia komputer atau teknis saja namun ilmu penerapannya bisa sangat bermanfaat pula dalam kehidupan kita sehari-hari. selanjutnya silahkan simak artikel mengenai gerbang logika dan tabel kebenaran dasar dibawah ya...

Gerbang Logika

    Gerbang logika sejatinya adalah bagian yang bisa temukan dalam benda disekitar kita, alat-alat elektronik yang kita gunakan sehari-hari. Wujudnya itu berbentuk chip kecil dalam perangkat elektronik yang didalamnya banyak komponen kecil lagi. Gerbang Logika ini akan menjadi otak dari suatu benda elektronik. Chip itu sendiri komponennya berupa lgerbang logika yang sangat banyak dan memiliki fungsi yang berbeda-beda pula. 

    Gerbang logika (logic gate) merupakan bagian dasar dari sebuah perancangan sisrem elektronika digital untuk mengubah atau mengganti input menjadi sebuah sinyal output dari arus yang masuk akal (logis). 

    Pada sistem komputasi, logic gates merupakan teknik pengolahan simbol bilangan biner dengan menggunakan teori matematika boolean. Sebagaimana yang kita pahami bahwa bilangan biner terdiri dari hanya 2 simbol bilangan, yaitu simbol angka 0 dan 1.

Tabel Kebenaran

    Tabel kebenaran adalah sebuah tabel yang fungsinya untuk melihat nilai kebenaran dari suatu pernyataan. Tabel kebenaran dapat dipahami sebagai sebuah tabel yang isinya berupa kombinasi -kombinasi variabel input yang hasilnya berupa output yang logis

    Sejalan dengan memahami gerbang logika, kita juga harus memahami apa itu tabel kebenaran. Karena gerbang logika ini berbanding lurus direpresentasikan oleh tabel kebenaran. Seperti, apabila memiliki nila benar (true) maka akan disimbolkan dengan angka "1" (satu), sedangkan apabila memiliki nilai salah (false) maka akan disimbolkan dengan angka "0" (nol).

Fungsi Gerbang Logika

    Sebagai mana namanya gerbang logika berfungsi untuk melakukan berbagai fungsi logika dasar yang tujuannya untuk menghasilkan sebuah sirkuit digital yang terintegrasi. Gerbang logika itu sendiri biasanya teridri dari dua input dan hasilnya akan mengekluarkan satu buah output.

Jenis-Jenis Gerbang Logika

    Dalam memahami logic gate terdapat beberapa jenis gerbang logika. berikut merupakan beberapa jenis gerbang logika dan tabel kebenarannya.

1. Gerbang AND

          Gerbang AND adalah jenis gerbang yang tipenya membutuhkan dua atau lebih input atau masukan untuk mengahsilkan sebuah keluaran atau output. cirinya yaitu apabila semua atau salah satu inputnya merupakan biner bersimbol 0 "false", maka keluarannya akan menjadi 0, sedangkan apabila semua masukan adalah biner berupa bilangan 1 "true" maka keluarannya akan menghasilkan "1" pula.

Gambar 1.1 | Gerbang AND

        

        2. Gerbang OR

            Gerbang OR merupakan gerbang yang fungsinya ketika semua atau salah satu masukan bersimbol biner 1 maka outputnya akan menghasilkan 1, namun akan menghasilkan output biner 0 apabila semua inputnya berupa biner 0. Gerbang OR juga memerlukan 2 buah input untuk menghasilkan sebuah output.

Gambar 2.1 | Gerbang OR

        3. Gerbang NOT

            Gerbang NOT adalah gerbang selanjutnya dari gerbang logika. Gerbang NOT memiliki ciri seperti dia hanya membutuhkan 1 buah input untuk menghasilkan 1 buah output. apabila input bernilai biner1 maka outputnya akan bernilai biner 0 dan begitu pula sebaliknya.

 

Gambar 3.1 | Gerbang NOT

        

         4. Gerbang NAND

             Gerbang NAND adalah gerbang yang merupakan gabungan dari gerbang NOT dan gerbang AND. sehingga dapat kita simpulkan bahwa gerbang NAND merupakan kebalikan dari gerbang AND. Begitu pula dengan output yang dihasilkannya.

Gambar 4.1 | Gerbang NAND

          5. Gerbang NOR

              Gerbang NOR merupakan gerbang hasil dari penggabungan antara gerbang NOT dan gerbang OR. Juga demikian dapat kita simpulkan bahwa output yang dihasilkan dari gerbang NOR merupakan kebalikan dari gerbang OR.

Gambar 5.1 | Gerbang NOR

        6. Gerbang XOR

            Gerbang XOR sama seperti beberapa gerbang sebelumnya merupakan gerbang yang memuduhkan 2 buah input untuk menghasilkan 1 buah output. Bedanya, pada gerbang XOR apabila salah satu input atau masukan berupa angka biner 1 maka hasil outputnya akan menghasilkan angka biner 1. sedangkan jika input keduanya adalah sama maka hasil output yang dikeluarkan akan sama dengan input yang dimasukkan.

Gambar 6.1 | Gerbang XOR

        7. Gerbang XNOR

            Gerbang XNOR merupakan jenis gerbang terakhir dari gerbang logika. gerbang XNOR juga merupakan jenis gerbang yang membutuhkan 2 buah input untuk menghasilkan 1 buah output. berkebalikan dari gerbang XOR yaitu apabila kedua simbol input berbeda (A=0, B=1, atau sebaliknya) maka output yang dikeluarkan berupa biner 0, dan apabila kedua input berupa simbol yang sama maka output yang dihasilkan adalah biner 1.

Gambar 7.1 | Gerbang XNOR

Demikianlah penjelasan mengenai gerbang logika beserta tabel kebenarannya. Bagaimana menurutmu? semoga penjelasannya mudah dipahami dan bermanfaat ya..., terimakasih...

References :
https://www.dicoding.com/blog/gerbang-logika-dan-tabel-kebenaran/

https://www.detik.com/jabar/berita/d-6256628/gerbang-logika-adalah-jenis-fungsi-dan-simbol

https://media.neliti.com/media/publications/281910-protoype-gerbang-logika-and-or-not-nand-a0529c32.pdf

http://sistem-informasi-s1.stekom.ac.id/informasi/baca/Gerbang-Logika/00bebc9eea9ca936f1db21cd28f0538196f4fabf#:~:text=Fungsi%20gerbang%20logika,input%20dan%20satu%20nilai%20output.

 

Sistem Bilangan Komputer

Memahami 4 Sistem Bilangan

    Halo sahabat Kotak Teuku kali ini kita akan sharing senuah ilmu matematika komputer yaitu sistem bilangan. apa itu sistem bilangan? sebelum terlalu jau kita akan memahami terlebih dahulu "apa itu sistem dan apa itu bilangan?" menurut wikipedia sistem adalh kesatuan yagn terdiri atas komponen atau elemen yang dihubungkan untuk memudahkan aliran informasi, materi atau energi untuk mencapai suatu tujuan.

    Juga menurut Berbagi Artikel Bilangan adalah komponen dalam matematika yang digunakan untuk perhitungan dan pengukuran. Sehingga dapat disimpulkan, Sistem bilangan adalah sebuah teknik untuk menentukan bagaimana sejumlah angka atau bilangan dapat diwakili oleh simbol yang sudah disepakati.

    Sistem bilangan ini sangat penting bagi sebuah sistem komputer karena sebuah sistem komputer menggunakan Sistem bilangnan dalam memproses sebuah data. awalnya sistem bilangan yang digunakan komputer berfungsi untuk menyatakan voltasi (tegangan fisik) dari pada data dengan tujuan mencari peubahan tegangan yang sesuai sehingga outputnya dapat diprediksi.

Berbagi Artikel | Memahami 4 Sistem bilangan komputer

Sistem Bilangan dibagi menjadi 4

    Dalam mempelajari sistem komputer, ada 4 jenis sistem bilangan yang harus kita ketahui yang mana keempat sistem ini dibedakan berdasarkan basis atau radix dalam menentukan nilai angka atau bilangan tersuebut. basis atau radix ini akan menjadi sebuah patokan nialai sebenarnya dari sistem bilangan.

1. Biner 

    Sitem bilangan biner ini hanya menggunakan 2 simbol khusus, yaitu 0 dan juga 1. Sistem bilangan viner dikenal juga dengan sebutan sistem berbasis 2. contoh penerapannya pada sistem komputer adalah pada komputer digital yang menjadikannya sebagai bilangan dasar. Bilangan biner pada komputer biasanya melakukan pengelompokan dalam penulisannya per 4 bilangannnya. contoh : 0011 0101.

Contoh lainnya :

•     00102 = 0010 = 210 
•     10102 = 1010 = 1010

2. Oktal

    Sistem bilangan oktal adalah sistem yang menggunakan 8 radix atau simbol khusus dalam penulisannya, yaitu dari 0 sampai dengan 7. Sistem bilangan oktal kerap dikenal sebagai sistem bilangan berbasis delapan.  

Contoh : 

568 = ... 10

= (5 x 8¹) + (6x8⁰)

= 40 + 6

= 4610

3. Desimal

    Sistem bilangan desimal adalah sistem bilangan yang basis atau radix nya berjumlah 10 simbol. adapun simbol-simbolnya adalah dari angka 0 hingga angka 9. pada sistem bilangan desimal juga dikenal istilah MSD (Most Significant Digit) yang berarti digit yang bertindak sebagai digit terbesar dan juga ada istilah LSD (Lowest Significant Digit).

Contoh :

567₁₀ = … ₁₀

= (5x10_­²)+(6x10¹)+(7x10⁰)

= 500 + 60 + 7

4. Hexadesimal

    Sistem bilangan Hexadesimal adalah sistem bilangan yang basis atau radix nya berjumlah 16 simbol. Adapun simbol-simbolnya adalah 0 sampai dengan 1 kemudian mulai dari simbol 10 sampai dengan 15 disimbolkan dengan simbol huruf A sampai dengan F. 

jadi, 10 = A, 11 = B, 12 = C, 13 = D, 14 = E, 15 = F

Contoh :

• 816 = 810
• A16 = 1010
• 1A16 = 2610

    Oke, kira-kira itulah penjelasan singkat mengenai 4 Sistem bilangan. Diantaranya ada biner, oktal, desimal dan hexadesimal. Saya harap informasi pelajaran diatas membantu dan bermanfaat. saya ucapkan terimakasih...

Referensi :

https://ayoguruberbagi.kemdikbud.go.id/artikel/memahami-4-sistem-bilangan-komputer-desimal-biner-oktal-hexadesimal/
https://id.wikipedia.org/wiki/Sistem

https://khairina.blog.uma.ac.id/wp-content/uploads/sites/394/2018/10/Sistem-Bilangan.pdf

http://10800524.siap-sekolah.com/2021/01/09/sistem-bilangan-cara-mudah/#.Y37FPHZBy3A

LEVEL REGISTER

Level Register atau yang lebih dikenal dengan sebutan RTL (Register Transfer Level) merupakan salah satu cara untuk melakukan atau menjabarkan operasi mikro. Dalam melakukan instruksinya, RTL memiliki bahasa RTL sendiri yang untuk mengungkapkannya harus menggunakan notasi RTL.

contoh notasinya antara lain :

1. Notasi RTL untuk mentransfer isi register A ke B

gambar 1.1

2. Notasi RTL untuk mentransfer bagian-bagian dari register (field). Sebuah field pada sebuah register           dinotasikan dengan menggunakan tanda kurung. 

    Field AD di register IR ditransfer ke register PC

    

Gambar 1.2

3. Notasi RTL untuk mentransfer field AD dari register IR ke register PC

Gambar 1.3

  Isi register X ditransfer ke bit 0 sampai 3 pada register R1, yang berari X mempeunyai panjang bit        adalah 4 Selain itu, dapat juga dipakai konstanta pada sisi sebelah kanan tanda panah.  

Gambar 1.4

 Artinya simpan nilai 5 pada register L.

Macam-Macam Register

1. Register Data : Digunakan untuk menyimpan bilangan Integer.

2. Register Alamat : Digunakan untuk menyimpan alamat yang digunakan untuk mengakses memori.

3. Register Tujuan Umum : Dapat digunakan untuk mennyimpan data maupun alamat.

4. Register Floating Point : Digunakan untuk menyimpan bilangan floating point.

5. Register Konstanta : digunakan untuk menyimpan nilai yanhg hanya dapat dibaca.

6. Register Vektor : Menyimpan data untuk melakukan pemrosesan vektor.

7. Register Tujuan Khusus : Dapat menyimpan kondisi program termasuk didalamnya pencacah program stack point dan register status.

Rangkaian Komponen Register

Rangkaian komponen register terbagi menjadi 2, antara lain

1. Rangkaian Kombinasional : rangkaian dimana setiap outputnya hanya merupakan fungsi input pada suatu saat tertentu saja. komponennya terdiri dari Multiplecer, Demultiplexer, Decoder, Encoder, Arithmetic Elements

2. Rangkaian Sequential : Rangkaian dimana setiap outputnya tidak hanya tergantung pada input waktu itu saja, tetapi juga pada keadaan input sebelumnya. komponennya terdiri dari Paralel Register, Shift Register dan Counter.

Komponen

1. Multiplexer (MUX)

    Multiplexer adalah rangkaian yang memilih satu dari beberapa jalur masukan menjadi satu jalur pengeluaran, jalur sumber yang diteruskan ke jalur keluarandikendalikan oleh SELECT. seperti pada gambar 1. 5

Gambar 1.5

2. Demultiplexer

    Kebalikan dari Multiplexer, operasi ini akan mengambil sebuah input dan menyebarkannya ke beberapa output.

Gambar 1.6

3. Decoder

    Aplikasi utama dekoder adalah pengalamata, di mana “n” bit masukan “in” diinterpretasikan sebagai sebuah alamat yang digunakan untuk memilih satu dari jalur keluaran.

Gambar 1.7

4. Encoder

    Rangkaian yang digunakan untuk membuat alamat atau nama dari aktif input line, oleh karena itu ini merupakan kebalikan decoder. Biasanya encoder mempunyai 2k input line dan k output jalur alamat.