Rangkaian Multiplekser, Counter, Decoder, Flip-Flop

Rangkaian Multiplekser, Counter, Decoder, Flip-Flop

Rangkaian Counter (penghitung) adalah logika sekuensial yang dapat dipergunakan untuk menghitung jumlah pulsa masuk dan dinyatakan dengan bilangan biner. Sesuai dengan namanya 4 BIT Binary Counter adalah suatu rangkaian logika yang terdiri dari 4 buah Flip-Flop yang

Read More

Memori

MEMORI 

 

Memori adalah bagian dari komputer tempat program – program dan data – data disimpan. Bebarapa pakar komputer (terutama dari Inggris) menggunakan istilah store atau storage untuk memori, meskipun kata storage sering digunakan untuk menunjuk ke penyimpanan disket. Tanpa sebuah memori sebagai tempat untuk mendapatkan informasi guna dibaca dan ditulis oleh prosesor maka tidak akan ada komputer – komputer digital dengan sistem penyimpanan program.

Walaupun konsepnya sederhana, memori komputer memiliki aneka ragam jenis, teknologi, organisasi, unjuk kerja dan harganya. Dalam bab ini akan dibahas mengenai memori internal dan bab selanjutnya membahas memori eksternal. Perlu dijelaskan sebelumnya perbedaan keduanya yang sebenarnya fungsinya sama untuk penyimpanan program maupun data.

Memori internal adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosesor. Sebenarnya terdapat beberapa macam memori internal, yaitu register yang terdapat di dalam prosesor, cache memori dan memori utama berada di luar prosesor. Sedangkan memori eksternal adalah memori yang diakses prosesor melalui piranti I/O, seperti disket dan hardisk.

Operasi Sel Memori

Elemen dasar memori adalah sel memori. Walaupun digunakan digunakan sejumlah teknologi elektronik, seluruh sel memori memiliki sifat – sifat tertentu :

•    Sel memori memiliki dua keadaan stabil (atau semi-stabil), yang dapat digunakan untuk merepresentasikan bilangan biner 1 atau 0.

•  Sel memori mempunyai kemampuan untuk ditulisi (sedikitnya satu kali).

•  Sel memori mempunyai kemampuan untuk dibaca.

Gambar 4.1 menjelaskan operasi sel memori. Umumnya sel memori mempunyai tiga terminal fungsi yang mampu membawa sinyal listrik. Terminal select berfungsi memilih operasi tulis atau baca. Untuk penulisan, terminal lainnya menyediakan sinyal listrik yang men-set keadaan sel brnilai 1 atau 0, sedangkan untuk operasi pembacaan, terminal ini digunakan sebagai keluaran.

Gambar 4.1

Karakteristik Sistem Memori

 

Dilihat dari lokasi, memori dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu register, memori internal dan memori eksternal. Register berada di dalam chip prosesor, memori ini diakses langsung oleh prosesor dalam menjalankan operasinya. Register digunakan sebagai memori sementara dalam perhitungan maupun pengolahan data dalam prosesor. Memori internal adalah memori yang berada diluar chip prosesor namun mengaksesannya langsung oleh prosesor. Memori internal dibedakan menjadi memori utama dan cache memori. 

Memori eksternal dapat diakses oleh prosesor melalui piranti I/O, memori ini dapat berupa disk maupun pita.

Karakteristik lainnya adalah kapasitas. Kapasitas memori internal maupun eksternal biasanya dinyatakan dalam mentuk byte (1 byte = 8 bit) atau word. Panjang word umumnya 8, 16, 32 bit. Memori eksternal biasanya lebih besar kapasitasnya daripada memori internal, hal ini disebabkan karena teknologi dan sifat penggunaannya yang berbeda.

Karakteristik berikutnya adalah satuan tranfer. Bagi memori internal, satuan tranfer sama dengan jumlah saluran data yang masuk ke dan keluar dari modul memori. Jumlah saluran ini sering kali sama dengan panjang word, tapi dimungkinkan juga tidak sama. Tiga konsep yang berhubungan dengan satuan transfer :

•    Word, merupakan satuan “alami” organisasi memori. Ukuran word biasanya sama dengan jumlah bit yang digunakan untuk representasi bilangan dan panjang instruksi.

•  Addressable units, pada sejumlah sistem, adressable units adalah word. Namun terdapat sistem dengan pengalamatan pada tingkatan byte. Pada semua kasus hubungan antara panjang A suatu alamat dan jumlah N adressable unit adalah 2A =N.

•   Unit of tranfer, adalah jumlah bit yang dibaca atau dituliskan ke dalam memori pada

suatu saat. Pada memori eksternal, tranfer data biasanya lebih besar dari suatu word, yang disebut dengan block.

Perbedaan tajam yang terdapat pada sejumlah jenis memori adalah metode access-nya. Terdapat empat macam metode :

•   Sequential access, memori diorganisasi menjadi unit – unit data yang disebut record. Akses harus dibuat dalam bentuk urutan linier yang spesifik. Informasi mengalamatan yang disimpan dipakai untuk memisahkan record – record dan untuk membantu proses pencarian. Terdapat shared read/write mechanism untuk penulisan/pembacaan memorinya. Pita magnetik merupakan memori yang menggunakan metode sequential access.

•   Direct access, sama sequential access terdapat shared read/write mechanism. Setiap blok dan record memiliki alamat unik berdasarkan lokasi fisiknya. Akses dilakukan langsung pada alamat memori. Disk adalah memori direct access.

•  Random access, setiap lokasi memori dipilih secara random dan diakses serta dialamati secara langsung. Contohnya adalah memori utama.

            •  Associative access, merupakan jenis random akses yang memungkinkan pembandingan lokasi bit yang diinginkan untuk pencocokan. Jadi data dicari berdasarkan isinya bukan alamatnya dalam memori. 

Berdasarkan karakteristik unjuk kerja, memiliki tiga parameter utama pengukuran unjuk kerja,

yaitu :

•   Access time, bagi random access memory, waktu akses adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan operasi baca atau tulis. Sedangkan untuk memori non-random akses merupakan waktu yang dibutuhkan dalam melakukan mekanisme baca atau tulis pada lokasi tertentu.

•   Memory cycle time, konsep ini digunakan pada random access memory dan terdiri dari access time ditambah dengan waktu yang diperlukan transient agar hilang pada saluran sinyal.

Transfer rate, adalah kecepatan data transfer ke unit memori atau dari unit memori. Pada random access memory sama dengan 1/(cycle time). Sedangkan untuk non-random access memory dengan perumusan :

TN = waktu rata – rata untuk membaca atau menulis N bit

TA = waktu akses rata – rata

N = jumlah bit

R = kecepatan transfer dalam bit per detik (bps)

Jenis tipe fisik memori yang digunakan saat ini adalah memori semikonduktor dengan teknologi VLSI dan memori permukaan magnetik seperti yang digunakan pada disk dan pita magnetik.

Berdasarkan karakteristik fisik, media penyimpanan dibedakan menjadi volatile dan non-volatile, serta erasable dan nonerasable. Pada volatile memory, informasi akan hilang apabila daya listriknya dimatikan, sedangkan non-volatile memory tidak hilang walau daya listriknya hilang. Memori permukaan magnetik adalah contoh no-nvolatile memory, sedangkan semikonduktor ada yang volatile dan non-volatile. Ada jenis memori semikonduktor yang tidak bisa dihapus kecuali dengan menghancurkan unit storage-nya, memori ini dikenal dengan ROM (Read Only Memory).

Keandalan Memori

Untuk memperoleh keandalan sistem ada tiga pertanyaan yang diajukan: Berapa banyak ? Berapa cepat? Berapa mahal?

Pertanyaan berapa banyak adalah sesuatu yang sulit dijawab, karena berapapun kapasitas memori tentu aplikasi akan menggunakannya. Jawaban pertanyaan berapa cepat adalah memori harus mempu mengikuti kecepatan CPU sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar CPU dan memori tanpa adanya waktu tunggu karena komponen lain belum selesai prosesnya. Mengenai harga, sangatlah relatif. Bagi produsen selalu mencari harga produksi paling murah tanpa mengorbankan kualitasnya untuk memiliki daya saing di pasaran.

Hubungan harga, kapasitas dan waktu akses adalah :

• Semakin kecil waktu akses, semakin besar harga per bitnya.
•  Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bitnya.
• Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu aksesnya.

Dilema yang dihadapi para perancang adalah keinginan menerapkan teknologi untuk kapasitas memori yang besar karena harga per bit yang murah namun hal itu dibatasi oleh teknologi dalam memperoleh waktu akses yang cepat. Salah satu pengorganisasian masalah ini adalah menggunakan hirarki memori. Seperti terlihat pada gambar 4.2, bahwa semakin menurunnya hirarki maka hal berikut akan terjadi :

•  Penurunan harga/bit

•  Peningkatan kapasitas

•  Peningkatan waktu akses

•  Penurunan frekuensi akses memori oleh CPU.

Kunci keberhasilan hirarki ini pada penurunan frekuensi aksesnya. Semakin lambat memori maka keperluan CPU untuk mengaksesnya semakin sedikit. Secara keseluruhan sistem komputer akan tetap cepat namun kebutuhan kapasitas memori besar terpenuhi.

Gambar 4.2 Hirarki memori

Satuan Memori

Satuan pokok memori adalah digit biner, yang disebut bit. Suatu bit dapat berisi sebuah angka 0 atau 1. Ini adalah satuan yang paling sederhana. Memori juga dinyatakan dalam byte (1 byte = 8 bit). Kumpulan byte dinyatakan dalam word. Panjang word yang umum adalah 8, 16, dan 32 bit.

Untuk materi yang lebih lengkap silahkan download di link berikut 

Memori

Read More

Media Penyimpanan Data

PENYIMPANAN DATA

Komputer mempunyai perangkat keras untuk media penyimpanannya. Memori eksternal adalah perangkat keras untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan dan penyimpanan data, di luar komponen utama yang telah disebutkan di atas. Contoh dari memori eksternal adalah floppy disk, harddisk, cd-rom, dvd.
Hampir semua memori eksternal yang banyak dipakai belakangan ini berbentuk disk/piringan sehingga operasi data dilakukan dengan perputaran piringan tersebut. Dari perputaran ini, dikenal satuan rotasi piringan yang disebut RPM (Rotation Per Minute). Makin cepat perputaran, waktu akses pun semakin cepat,namu makin besar juga tekanan terhadap piringan sehingga makin besar panas yang dihasilkan. Untuk media berkapasitas besar dikenal beberapa sitem yang ukuran RPM nya sebagai berikut :
• 3600 RPM Pre-IDE
• 5200 RPM IDE
• 5400 RPM IDE/SCSI
• 7200 RPM IDE/SCSI
• 10000 RPM SCSI

Setiap memori eksternal memiliki alat baca dan tulis yang disebut head (pada harddisk) dan side (pada floppy). Tiap piringan memiliki dua sisi head/side, yaitu sisi 0 dan sisi 1. Setiap head/side dibagi menjadi lingkaran lingkaran konsentris yang disebut track. Kumpulan track yang sama dari seluruh head yang ada disebut cylinder. Suatu track dibagi lagi menjadi daerah-daerah lebih kecil yang disebut sector.

Untuk Materi Lebih lengkap silahkan Download di Link berikut :

Media Penyimpanan Data 

Read More

Sejarah Perkembangan Sistem Komputer

PERKEMBANGAN SISTEM KOMPUTER

 

Sejarah perkembangan sistem komputer adalah sejarah yang terkait dengan perkembangan sistem operasi, dimana dapat dikelompokan menjadi lima kurun waktu (generasi).

Generasi Pertama(1945-1955)

Generasi ini merupakan awal pengembangan sistem komputasi elektronik, mengganti gagasan-gagasan mesin komputasi mekanis. Manusia memerlukan perangkat komputasi untuk mengatasi keterbatasannya dalam melakukan komputasi. Manusia mempunyai keterbatasan dalam komputasi, yaitu:

• Kecepatan penghitung manusia terbatas.
• Manusia sangat mudah membuat kesalahan.

Upaya manusia untuk meningkatkan kemampuan komputasinya telah dimulai sejak awal peradaban manusia. Mulai dari merekam dengan tumpukan batu, potongan batang, sempoa, serta cara-cara mekanis seperti mesin hitung buatan Blaise Pascal. Sebelum penciptaan komputer elektronik, manusia telah berusaha membuat komputer mekanis yaitu komputer yang memanfaatkan gerak dari benda-benda masif, tidak sampai level elektron serta tidak memanfaatkan listrik sebagai pembangkitnya. Komputer mekanis ini mempunyai banyak keterbatasan yang menyebabkan kegagalan. Komputer mekanis mempunyai dua penyebab kelemahan, yaitu:

• Kecepatan komputasi dibatasi inersia bagian-bagian yang bergerak.
• Transmisi informasi alat-alat mekanis tidak praktis, susah dipakai serta tidak andal.

Pada generasi pertama ini belum ada sistem operasi. Sistem komputer diberi instruksi yang harus dikerjakan secara langsung.

Generasi Kedua(1955-1965)

Komputer generasi kedua ini merupakan batch processing system.

• Batch Processing System

Tugas-tugas dikumpulkan di dalam satu rangkaian kemudian dieksekusi secara berurutan. Pada generasi ini, tugas-tugas adalah program-program yang harus dikerjakan oleh komputer.  program-program itu dituliskan di tape.
Pada awal generasi ini, sistem komputer belum dilengkapi sistem operasi, namun beberapa fungsi dasar sistem operasi telah ada misalnya FMS (Fortran Monitoring System) dan IBSYS yang memberikan layanan perangkat keras merupakan bagian fungsi dari sistem operasi modern. Pada tahun 1964, IBM mengeluarkan komputer keluarga System/360. Komputer S/360 dirancang agar kompatibel secara perangkat keras yang merupakan bagian dari sistem operasi OS/360. System 360 berevolusi menjadi System 370.

Generasi Ketiga(1965-1980)

Perkembangan berlanjut, sistem operasi dikembangkan untuk melayani banyak pemakai interaktif sekaligus. Pemakai-pemakai interaktif berkomunikasi dengan komputer lewat terminal secara online (yang dihubungkan secara langsung) kesatu komputer. Sistem komputer menjadi :

1. Multiuser, yaitu sekaligus digunakan banyak orang.
2. Multiprogramming, yaitu sekaligus melayani bayak program.

• Multiuser

Dengan adanya kemampuan multiuser, membuat para pemakai yang berinteraksi langsung dengan komputer dapat sekaligus banyak dalam menggunakan komputer. Tetapi disatu sisi komputer harus menanggapi permintaan-permintaan pemakai secara cepat atau akan menyebabkan produktifitas pemakai menurun. Untuk kebutuhan itu dikembangkan timesharing.

• Multiprogramming

Multiprogramming berarti komputer melayani banyak tugas atau proses (program yang dijalankan) sekaligus pada satu waktu. Teknik Multiprogramming meningkatkan utilisasi pemroses dengan mengorganisasikan semua tugas, dalam hal ini pemroses selalu mempunyai satu tugas yang harus dieksekusi. Teknik ini meningkatkan efisiensi pemroses. Teknik multiprogramming dilakukan dengan mempartisi memori menjadi beberapa bagian.  Satu bagian memori berisi satu tugas berbeda. Sistem operasi menyimpan beberapa tugas di memori secara simultan. Saat satu tugas menunggu operasi masukkan atau keluaran diselesaikan, tugas lain menggunakan pemroses. Teknik ini memerlukan perangkat keras khusus untuk mencegah satu tugas menggangu tugas lain.

• Timesharing

Timesharing merupakan varian dari multiprogramming, yakni tiap pemakai satu terminal [[[online]].  Pemroses hanya memberi layanan pada pemakai-pemakai aktif dengan bergantian secara cepat. Pemakai-pemakai itu akan merasa dilayani secara terus-menerus, padahal sebenarnya digilir satu per satuan waktu yang singkat. Efek ini biasa disebut pseudoparallelism, yaitu efek seolah-olah terdapat banyak komputer paralel yang melayani banyak pemakai. Karena sumber daya lambat yang digunakan bersama sering menimbulkan bottleneck, maka dikembangkan teknik Spooling.

• Spooling

Teknik Spooling adalah membuat peripheral seolah-olah dapat digunakan bersama-sama sekaligus pada saat yang sama, dapat diakses secara simultan. Teknik ini dilakukan dengan cara menyediakan beberapa partisi memori. Saat terdapat permintaan layanan peripheral, permintaan langsung diterima dan data untuk layanan itu lebih dulu disimpan di memori yang disediakan. Kemudian layanan-layanan untuk permintaan-permintaan yang diantrikan dijadwalkan agar secara nyata dilayani oleh peripheral^.

Generasi Keempat(1980-2000AN)

Pada generasi keempat ini, sistem operasi tidak lagi hanya diperutukan untuk satu mode pengolahan, tetapi telah ditujukan untuk banyak mode pengolahan, misalnya mendukung batch processing, timesharing, networking dan (soft) realtime applications sekaligus. Hanya hard real-time applications sulit disatukan dengan mode-mode pengolahan yang lainnya karena beresiko tinggi. Pada generasi ini, kenyamanan mengoperasikan sistem komputer juga dinilai penting. Komputer yang makin ampuh telah sanggup memberi antar muka grafis yang nyaman. Komputer desktop dinyamankan dengan GUI (Graphical User Interface).  GUI ini dimulai X Windows System hasil penelitian di MIT, kemudian Macintosh, Sun View, disusul Microsoft Windows.
Generasi keempat ini ditandai berkembang dan meningkatnya kemampuan komputer desktop (komputer pribadi) dan teknologi jaringan^.  Jaringan TCP atau IP telah mulai digunakan secara luas oleh kalangan militer, peneliti, peguruan tinggi dan masyarakat secara umum.

Generasi Kelima (2000AN - Seterusnya)

Perkembangan yang terjadi pada komputer yang bukan hanya menunjukan pada perubahan prosesornya tetapi muncul dalam bentuk yang lebih mini, dalam bentuk chip mikro, terintegrasi dengan peralatan hidup sehari-hari dan dengan fungsi-fungsi yang khusus.  Komputer  berukuran kecil ini (nanocomputer) dapat ditemukan pada telepon seluler, alat permaianan (Playstation), TV, mobil, peralatan hiburan dan alat sensor.

 

Read More

Organisasi Komputer Dengan Arsitektur Komputer

PENGERTIAN DAN PERBEDAAN ORGANISASI KOMPUTER DENGAN ARSITEKTUR KOMPUTER

1.1 Pengertian

Arsitektur Komputer, mempelajari atribut ‐ atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. contoh: set instruksi, aritmetilka yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0. Organisasi Komputer, mempelajari bagian yang terkait dengan unit‐unit operasional computer dan hubungan antara komponen sistem komputer. contoh: sinyal kontrol, interface, teknologi memori.

1.2 Perbedaan

Arsitektur Komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah Arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue gene, dll.

Arsitektur Komputer Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem computer.Biasanya mempelajari atribut-atribut sistem komputer yang terkait dengan eksekusi logis sebuah program. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, dll.

Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya Arsitektur komputer mempelajari atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer, dan memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program.Sebagaimana contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/0.

Arsitektur komputer ini paling tidak mengandung 3 sub-kategori:

1. Set instruksi (ISA)

2. Arsitektur mikro dari ISA, dan

3. Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer ini.

Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit – unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, dan sinyal – sinyal kontrol.

Arsitektur komputer lebih cenderung pada kajian atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O.

Dan juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.

Organisasi Komputer Organisasi komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit – unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Biasanya mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen-komponen sister komputer. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, dan sinyal – sinyal kontrol.Arsitektur komputer lebih cenderung pada kajian atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O. Sebagai contoh apakah suatu komputer perlu memiliki instruksi pengalamatan pada memori merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah instruksi pengalamatan tersebut akan diimplementasikan secara langsung ataukah melalui mekanisme cache adalah kajian organisasional. Jika organisasi komputer mempelajari bagian yang terkait dengan unit-unit operasional komputer dan hubungan antara komponen sistem computer,dan interkoneksinya yang merealisasikan spesifikasi arsitektural contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka (interface), teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal control.

Perbedaaan Utamanya :

1. Organisasi Komputer :

- Bagian yang terkait dengan erat dengan unit – unit operasional

- Contoh : teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal sinyal control

2. Arsitektur Komputer :

- Atribut – atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer

- Contoh : Set instruksi, aritmetika yang dipergunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O

2. STRUKTUR DAN FUNGSI UTAMA KOMPUTER

2.1 STRUKTUR KOMPUTER

Adalah sebuah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar. Interaksi dengan dunia  luar dilakukan melalui perangkat peripheral dan saluran komunikasi.

Terdapat empat struktur utama/dasar komputer:

1. Central Processing Unit (CPU) atau sering disebut juga Prosesor, berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi–fungsi komputer.

2. Memori Utama, berfungsi sebagai penyimpan data.

3. I/O, berfungsi memindahkan data ke lingkungan luar atau perangkat lainnya.

4. System Interconnection, merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama dan I/O.

Komponen yang paling menarik namun paling kompleks adalah CPU. Struktur CPU terlihat pada

gambar berikut:

1. Control Unit, berfungsi untuk mengontrol operasi CPU dan mengontrol komputer secara keseluruhan.

2. Arithmetic And Logic Unit (ALU), berfungsi untuk membentuk fungsi–fungsi pengolahan data komputer.

3. Register, berfungsi sebagai penyimpan internal bagi CPU.

4. CPU Interconnection, berfungsi menghubungkan seluruh bagian dari CPU.

2.2 FUNGSI KOMPUTER

Fungsi dasar sistem komputer adalah sederhana seperti terlihat pada gambar. Pada prinsipnya terdapat empat buah fungsi operasi, yaitu :

1. Fungsi Operasi Pengolahan Data

2. Fungsi Operasi Penyimpanan Data

3. Fungsi Operasi Pemindahan Data

4. Fungsi Operasi Kontrol .

Komputer harus dapat memproses data. Representasi data di sini bermacam–macam, akan tetapi nantinya data harus disesuaikan dengan mesin pemrosesnya. Dalam pengolahan data, komputer memerlukan unit penyimpanan sehingga diperlukan suatu mekanisme penyimpanan data. Walaupun hasil komputer digunakan saat itu, setidaknya komputer memerlukan media penyimpanan untuk data prosesnya. Dalam interaksi dengan dunia luar sebagai fungsi pemindahan data diperlukan antarmuka (interface), proses ini dilakukan oleh unit Input/Output (I/O) dan perangkatnya disebut peripheral. Saat interaksi dengan perpindahan data yang jauh atau dari remote device, komputer melakukan proses komunikasi data.

3. ARSITEKTUR VON NEUMANN

Arsitektur von Neumann (atau Mesin Von Neumann) adalah arsitektur yang diciptakan oleh John von Neumann (1903-1957). Arsitektur ini digunakan oleh hampir semua komputer saat ini. Arsitektur Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmatika dan Logis (ALU), unit kontrol, memori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O).
Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, “bus”.





TUGAS SISTEM KOMPUTER

Tugas tugas individu :

1. Jelaskan perbedaan antara organisasi komputer dan arsitektur komputer

2. Sebutkan fungsi operasi komputer

3. Jelaskan Arsitektur von Neumann

4. Buatlah gambar dari struktur mesin Von Neumann

5. Jelaskan fungsi Memory, CU, ALU, Input dan Output dari gambar struktur mesin Von Neumann


Tugas Kelompok (2 Orang) :

“ Buatlah sebuah makalah tentang perkembangan teknologi sistem komputer dari generasi ke generasi. “

Ketentuan:

1. Tugas dikirim ke email :nirwanaintan1@gmail.com

2. Subjek email “SK-1-1314”

3. Kirim dan Lampirkan ama tugas dengan nama file SK_Nama_Kelas.docx , Misal SK_Intan_X1.docx

4. Tugas kelompok dikirim ke email paling lambat 27 Desember 2014

Read More

MEMAHAMI OPERASI ARITMATIK

MEMAHAMI OPERASI ARITMATIK

ALU

Pengertian Arithmetic Logic Unic

Arithmetic Logic Unix merupakan bagian pengolah bilangan dari sebuah komputer. Di dalam operasi aritmetika ini sendiri terdiri dari berbagai macam operasi diantaranya adalah operasi penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian. Mendesain ALU juga memiliki cara yang hampir sama dengan mendesain enkoder, dekoder, multiplexer, dan demultiplexer ALU terdiri dari register-register untuk menyimpan informasi.Operasi arithmatic dan logic terbagi dalam 4 kelas, yaitu decimal arthmatic, fixed point arithmatic, floating point arithmatic, dan logic operation.

Arithmetic Logical Unit merupakan unit penalaran secara logic. ALU ini adalah 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. 

Fungsi Arithmetic Logic Unix

• Melakukan suatu proses data yang berbentuk angka dan logika, seperti data matematika dan statistika
• Melakukan keputusan dari operasi sesuai dengan instruksi program yaitu operasi logika (logical operation).
• Melakukan perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program
• Membantu Control Unit saat melakukan perhitungan aritmatika (ADD, SUB) dan logika (AND, OR, XOR, SHL, SHR)

Gambar fungsi ALU dalam Stuktur Dasar Sistem Komputer

 

CU

Control Unit (CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut. Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor). Tugas dari CU adalah sebagai berikut: 1.Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. 2.Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama. 3.Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses. 4.Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja. 5.Menyimpan hasil proses ke memori utama. Macam-macam CU : 1. Single-Cycle CU Proses di CUl ini hanya terjadi dalam satu clock cycle, artinya setiap instruksi ada pada satu cycle, maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi. Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR). Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching). Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya. Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif. Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”. Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien. 2. Multi-Cycle CU Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle, unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing-masing output control line dapat ditentukan. Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean, dan masing-masingnya tidak sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU; bukan instruksi cycle selanjutnya.

Your Online Store Builder : http://bit.ly/123sell

 CU (control unit) adalah alat yang berfungsi sebagai unit control langsung dan menyelaraskan operasi-operasi dalam komputer (semua perangkat yang terpasang di komputer, mulai dari input device sampai output device). Sedangkan ALU sendiri bertugas melakukan aritmatika, perbandingan, dan operasi-operasi logika terhadap pengolahan suatu data.

Dalam pengimplementasiannya, control unit dapat dibagi menjadi dua yaitu hardwired dan μprogrammed. Hardwired biasanya digunakan dalam arsitektur RISC, sedangkan untuk μprogrammed digunakan pada arsitektur CISC.

Pada hardwire implementation control unit sebagai combinational circuit yang dibuat berdasarkan control signal yang akan dikeluarkan. Jadi untuk setiap control signal memiliki rangkaian logika tertentu pada control unit yang dapat menghasilkan control signal yang dimaksud. Secara umum untuk metode ini digunakan PLA (programmable logic array) untuk merepresentasikan control signal.

Arti istilah Control Unit suatu pengontrolan disyaratkan berada di dalam sistem komputer untuk:
(1) memberitahukan kepada unit input data apa yang dimasukkan ke dalam primary storage dan kapan dimasukkannya.
(2) memberitahukan kepada unit primary storage dimana data itu harus ditempatkan.
(3) memberitahukan kepada unit arithmetic-logic operasi yang mana yang harus dilakukan, dimana data akan diperolehm dan di mana hasilnya akan ditempatkan.
(4) memberitahukan file mana yang boleh dipergunakan dan data apa yang dipergunakan.
(5) memberitahukan unit output yang mana yang akan ditulisi hasil akhir.

Cara Kerja Prosesor
Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di RAM (melalui Input-storage); apabila berbentuk instruksi ditampung oleh Control Unit di Program-storage, namun apabila berbentuk data ditampung di Working-storage). Jika register siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, maka Control Unit akan mengambil instruksi dari Program-storage untuk ditampungkan ke Instruction Register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi tersebut ditampung di Program Counter. Sedangkan data diambil oleh Control Unit dari Working-storage untuk ditampung di General-purpose register (dalam hal ini di Operand-register). Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah arithmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Accumulator. Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali ke Working-storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka Control Unit akan menjemput hasil pengolahan dari Working-storage untuk ditampung ke Output-storage. Lalu selanjutnya dari Output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.

Tugas dari CU adalah sebagai berikut:
1. Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
2. Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
3. Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.
4. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja.
5. Menyimpan hasil proses ke memori utama.

Macam-macam CU

a. Single-Cycle CU
Proses di CUl ini hanya terjadi dalam satu clock cycle, artinya setiap instruksi ada pada satu cycle, maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi. Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR). Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching). Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya. Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif. Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”. Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien.

b. Multi-Cycle CU
Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle, unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing-masing output control line dapat ditentukan. Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean, dan masing-masingnya tidak sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU; bukan instruksi cycle selanjutnya.
gambar:

Control Unit (CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut. Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor). Tugas dari CU adalah sebagai berikut: 1.Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. 2.Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama. 3.Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses. 4.Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja. 5.Menyimpan hasil proses ke memori utama. Macam-macam CU : 1. Single-Cycle CU Proses di CUl ini hanya terjadi dalam satu clock cycle, artinya setiap instruksi ada pada satu cycle, maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi. Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR). Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching). Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya. Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif. Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”. Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien. 2. Multi-Cycle CU Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle, unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing-masing output control line dapat ditentukan. Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean, dan masing-masingnya tidak sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU; bukan instruksi cycle selanjutnya.

Your Online Store Builder : http://bit.ly/123sell

Control Unit (CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut. Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor). Tugas dari CU adalah sebagai berikut: 1.Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. 2.Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama. 3.Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses. 4.Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja. 5.Menyimpan hasil proses ke memori utama. Macam-macam CU : 1. Single-Cycle CU Proses di CUl ini hanya terjadi dalam satu clock cycle, artinya setiap instruksi ada pada satu cycle, maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi. Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR). Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching). Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya. Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif. Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”. Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien. 2. Multi-Cycle CU Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle, unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing-masing output control line dapat ditentukan. Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean, dan masing-masingnya tidak sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU; bukan instruksi cycle selanjutnya.

Your Online Store Builder : http://bit.ly/123sell

Control Unit (CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut. Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip. Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor). Tugas dari CU adalah sebagai berikut: 1.Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output. 2.Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama. 3.Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses. 4.Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja. 5.Menyimpan hasil proses ke memori utama. Macam-macam CU : 1. Single-Cycle CU Proses di CUl ini hanya terjadi dalam satu clock cycle, artinya setiap instruksi ada pada satu cycle, maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi. Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR). Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching). Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya. Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif. Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”. Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien. 2. Multi-Cycle CU Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle, unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing-masing output control line dapat ditentukan. Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean, dan masing-masingnya tidak sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU; bukan instruksi cycle selanjutnya.

Your Online Store Builder : http://bit.ly/123sell

RIPPLE CARRY ADDER , Half Adder , Full Adder

Ada 3 jenis adder

    1. Rangkaian Adder dengan menjumlahkan dua bit disebut Half Adder
        2. Rangkaian Adder dengan menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder
            3. Rangkaian Adder dengan menjumlahkan banyak bit disebut Paralel Adder

Ripple Carry Adder

Ripple carry adder adalah kumpulan dari full adder yang dihubungkan carryout dari full adder yang sebelumnya sebagai carry input untuk full adder berikutnya. Hal ini berfungsi untuk melakukan penjumlahan aritmatik bilangan binner dengan jumlah n-bit dan diimplementasikan dengan n-full adder.

Half adder

Half adder adalah rangkaian kombinasi yang membentuk suatu penjumlahan aritmatik dari dua dijit bilangan binner. Susunan half adder terdiri dari output “S” yang menyatakan  hasil dari SUM dan “C” yang mernyatakan hasil dari carry. Susunan rangakaiannya adalah S = AÅB dan C = AB.

Full Adder

Full adder adalah rangkaian kombinasi yang membentuk suatu penjumlahan aritmatik dengan tiga input bit. Full adder bisa juga dibentuk dengan dua buah half adder. Meskipun memiliki tiga input, output yang dihasilkan dari full adder tetap dua, yaitu S sebagai sum dan C sebagai carry. Dalam full adder S = AÅBÅCin dan Cout = AB+BC+AC

Read More

SOFTWARE SIMULASI GERBANG LOGIKA

Software simulasi untuk membuat rangkaian gerbang logika

• Multimedia Logic 1.6.1

Software untuk mendesign rangkaian gerbang logika

• Logisim Win 2.7.1 

Read More

TUGAS GERBANG LOGIKA

Tugas 1 : Gerbang Logika Dasar

Berikut adalah tugas Untuk BAB II GERBANG LOGIKA.
ketentuan dan syarat :
dikumpul paling lambat Hari SELASA sebelum memulai pembelajaran Mata Pelajaran Sistem Komputer 

Tugas 1 : Gerbang Logika Dasar 

Read More

BAB II - GERBANG LOGIKA

GERBANG LOGIKA

Komputer tidak mengenal huruf atau bilangan, bahkan tidak mengenal nilai 0 atau 1 sekalipun. Itulah mengapa komputer diistilahkan mesin bodoh (the dumb machine). Komputer hanya mengenal aliran listrik voltase tinggi atau rendah (biasanya 5 Volt dan 0 Volt). Rangkaian listrik dirancang untuk memanipulasi pulsa tinggi dan rendah ini agar dapat memberikan arti. Voltase tinggi dapat dianggap mewakili angka 1 dan voltase rendah mewakili angka 0. Kemampuan komputer yang terbatas ini dikelola sehingga dapat digunakan untuk merepresentasikan data maupun instruksi.

2.1        Pengertian

Kemampuan komputer untuk membedakan nilai 0 dan 1 berdasarkan tegangan listrik dapat digunakan untuk membentuk fungsi lain dengan mengkombinasikan berbagai sinyal logika yang berbeda untuk menghasilkan suatu rangkaian yang memiliki logika proses tersendiri. Rangkaian sederhana yang memproses sinyal masukan dan menghasilkan sinyal keluaran dari logika tertentu disebut gerbang logika (logic gate).

Gerbang Logika merupakan diagram blok simbol rangkaian digital yang memproses sinyal masukan menjadi sinyal keluaran dengan prilaku tertentu. Terdapat tiga tipe dasar gerbang logika : AND, OR, NOT. Masing-masing gerbang dasar ini dapat dikombinasikan satu dengan yang lainnya membentuk gerbang turunan, yaitu : NAND (NOT AND), NOR (NOT OR), XOR (EXCLUSIVE OR) dan XNOR (EXCLUSIVE NOT OR). Masing-masing gerbang memiliki perilaku logika proses yang berbeda. Perbedaan ini dapat ditunjukkan dengan kombinasi keluaran yang digambarkan dalam tabel kebenaran (truth table).

Tabel kebenaran menunjukkan fungsi gerbang logika yang berisi kombinasi masukan dan keluaran. Dalam tabel kebenaran ditunjukkan hasil keluaran setiap kombinasi yang mungkin dari sinyal masukan pada gerbang logika. Gerbang logika dapat dikombinasikan satu dengan yang lainnya membentuk rangkaian yang lebih besar dengan fungsi baru. Beberapa kombinasi gerbang logika yang mempunyai fungsi baru adalah rangkaian penjumlahan bilangan biner (adder), komponen dasar memori (flip-flop), multiplekser (MUX), decoder (decoder), penggeser (shipter), pencacah (counter), dan lain-lain. Gerbang logika secara fisik dibangun menggunakan diode dan transistor, dapat juga  dibangun dengan menggunakan elemen elektromagnetik, relay atau switch.

Logika Aljabar

Mengapa gerbang transistor yang kita gunakan untuk mengubah sinyal masukan menjadi sinyal keluaran dinamakan gerbang logika ? Pertanyaan ini bisa kita jelaskan dengan melihat karakteristik proses gerbang yang mengikuti aturan Aljabar Boolean. Aljabar Boolean bekerja berdasarkan prinsip Benar (TRUE) – Salah (FALSE) yang bisa dinyatakan dengan nilai 1 untuk TRUE dan 0 untuk kondisi False.

Salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam rangkaian digital adalah penyederhanaan rangkaian. Semakin sederhana rangkaian semakin baik. Ekspresi yang komplek dapat dibuat sesederhana mungkin tanpa mengubah perilakunya. Ekspresi yang lebih sederhana dapat diimplementasikan dengan rangkaian yang lebih sederhana dan kecil dengan mengurangi gerbang-gerbang yang tidak perlu, mengurangi catu daya dan ruang untuk gerbang tersebut. Perusahaan pembuat chip akan menghemat banyak biaya dengan penyederhanaan rangkaian digital.

George Boole pada tahun 1854 mengenalkan perangkat untuk menyederhanakan rangkaian yang kita kenal hari ini yaitu Aljabar Boolean (Boolean Algebra). Aturan dalam Aljabar Boolean sederhana dan dapat diimplementasikan pada berbagai ekspresi logika.

Aturan Aljabar Boolean                                   

Operasi AND ( . )		Operasi OR ( + )		Operasi NOT ( ‘ )
0 . 0 = 0 1 . 0 = 0 0 . 1 = 0 1 . 1 = 1	A . 0 = 0 A . 1 = A A . A = A A . A’ = 0	0 + 0 = 0 1 + 0 = 1 0 + 1 = 1 1 + 1 = 1	A + 0 = A A + 1 = 1 A + A = A A + A’ = 1	0’ = 1    1’ = 0    A” = A

Hukum Asosiatif (Assosiative Law)

(A . B) . C = A . (B . C) = A . B . C

(A + B) + C = A + (B + C) = A + B + C

Hukum Distributif (Distributive Law)

A . (B + C) = (A . B) + (A . C)

A + (B . C) = (A + B) + (A + C)

Hukum Komunikatif (Communicat ive Law)

A . B = B . A

A + B = B + A

Aturan Prioritas (Precedence)

AB = A . B

A . B + C = (A . B) + C

A + B . C = A + (B . C)

Teorema de’Morgan

(A . B)’ = A’ + B’ (NAND)

(A + B)’ = A’ . B’

Simbol

Simbol digunakan untuk menggambarkan suatu gerbang logika. Terdapat dua jenis symbol standar yang sering digunakan untuk menggambarkan gerbang, yang didefinisikan oleh ANSI/IEEE      Std 91-1984 dan suplemennya ANSI/IEEE Std 91a-1991. Simbol pertama menggambarkan masing-masing gerbang dengan bentuk yang khusus dan simbol yang kedua berbentuk segi empat. Simbol dengan bentuk utama segi empat untuk semua jenis gerbang, berdasarkan standar IEC (International Electronical Commission) 60617-12.

2.2        Macam-Macam Gerbang Logika

Gerbang Dasar

1.    AND

Gerbang AND adalah rangkaian elektronik yang mengeluarkan nilai voltase tinggi ( 1 ) jika semua inputnya bernilai 1. Tanda titik ( . ) digunakan untuk menunjukkan operasi AND.

Contoh : Y = A . B = A AND B

Simbol

Tabel 2.1 : Tabel Kebenaran Gerbang AND

Masukan		Keluaran
A	B	Y = A AND B
0 1 0 1	0 0 1 1	0 0 0 1

2.    OR

Gerbang OR adalah rangkaian elektronik yang mengeluarkan nilai voltase tinggi ( 1 ) jika salah satu imput-nya bernilai 1. Tanda ( + ) digunakan untuk menunjukkan operasi OR.

Contoh : Y = A + B = A OR B

Tabel 2.2 : Tabel Kebenaran Gerbang OR

Masukan		Keluaran
A	B	Y = A OR B
0 1 0 1	0 0 1 1	0 1 1 1

3.    NOT

Gerbang NOT adalah rangkaian elektronik yang menghasilkan keluaran bernilai kebalikan dari nilai masukan. Dikenal juga sebagai inverter. Jika masukannya A maka keluarannya NOT A. Simbol yang menunjukkan operasi NOT adalah “NOT”, “ ‘ “ atau “­ ˉˉˉ ”. Contoh : Y = A’ =  A = NOT A

Gambar 2.3 : Simbol Gerbang NOT

Tabel 2.3 : Tabel Kebenaran Gerbang NOT

Masukan	Keluaran
A	Y = NOT A
0 1	1 0

Gerbang Turunan

1.    NAND (NOT AND)

Gerbang NAND adalah rangkaian elektronik yang menggabungkan gerbang AND diikuti gerbang NOT. Pada dasarnya gerbang NAND merupakan kebalikan dari gerbang AND. Lingkaran kecil pada sisi keluaran gerbang NAND menunjukkan logika inverse (NOT). Keluaran gerbang NAND adalah tinggi (1) jika salah satu masukannya bernilai 0. Contoh : Y = A . B = A NAND B

Gambar 2.4 : Simbol Gerbang NAND

Tabel 2.4 : Tabel Kebenaran Gerbang NAND

Masukan		Keluaran
A	B	Y = A NAND B
0 1 0 1	0 0 1 1	1 1 1 0

2.    NOR

Gerbang NOR adalah rangkaian elektronik yang menggabungkan gerbang OR dan diikuti gerbang NOT. Pada dasarnya gerbang NOR merupakan kebalikan dari gerbang OR. Lingkaran kecil pada sisi keluaran gerbang NOR menunjukkan logika inverse (NOT). Keluaran gerbang NOR adalah rendah (0) jika salah satu masukannya bernilai 1. Contoh : Y = A NOR B

Tabel 2.5 : Tabel Kebenaran Gerbang NOR

Masukan		Keluaran
A	B	Y = A NOR B
0 1 0 1	0 0 1 1	1 0 0 0

3.    XOR

Gerbang XOR adalah rangkaian elektronik yang mengeluarkan nilai tinggi (1) jika salah satu, tapi tidak keduanya, masukannya bernilai 1. Keluaran gerbang XOR akan bernilai 1 jika masukannya berbeda. Simbol    digunakan untuk menunjukkan operasi Exclusive  OR.

Contoh : Y = A B = A Exclusive  OR B.

Gerbang XOR adalah gabungan dari beberapa gerbang dasar. Logika proses gerbang XOR sebagai berikut : Y = A B = A’ . B A . B’

Tabel 2.6 : Tabel Kebenaran Gerbang XOR

Masukan		Keluaran
A	B	Y = A XOR B
0 1 0 1	0 0 1 1	0 1 1 0

4.    XNOR

Gerbang XNOR adalah rangkaian elektronik yang mengeluarkan nilai rendah (0) jika salah satu, tapi tidak keduanya, masukannya bernilai 1. Gerbang XNOR merupakan kebalikan dari gerbang XOR. Nilai keluarannya akan sama dengan 1 jika nilai masukannya sama. Kebalikan dari gerbang XOR. Contoh :

 Y = A XNOR B = A B.

Gerbang XNOR adalah gabungan dari beberapa gerbang dasar. Logika proses gerbang XNOR adalah sebagai berikut :

Y = A  B = A’ . B’ + A . B.

Tabel 2.7 : Tabel Kebenaran Gerbang XNOR

Tabel 2.7 : Tabel Kebenaran Gerbang XNOR

Masukan		Keluaran
A	B	Y = A XNOR B
0 1 0 1	0 0 1 1	1 0 0 1

2.3        Kombinasi Gerbang Logika

Gerbang logika dapat dikombinasikan satu dengan yang lainnya untuk mendapatkan fungsi baru. Contoh :

            Kombinasi 2 Gerbang

Gambar 2.8 : Contoh Rangkaian Kombinasi 2 Gerbang

Rangkaian di atas merupakan kombinasikan antara gerbang NOT dengan AND. Kita dapat menyatakan bahwa Q = A AND (NOT B)

Tabel 2.8 : Tabel Kebenaran Gerbang XNOR

Masukan		Keluaran
A	B	Y = A XNOR B
0 1 0 1	0 0 1 1	0 0 1 0

Kombinasi 3 Gerbang

Gambar 2.9 : Contoh Rangkaian Kombinasi 3 Gerbang

Rangkaian di atas merupakan kombinasikan antara gerbang NOR, AND dan OR. Kita dapat menyatakan bahwa

D = A NOR B

E = B AND C

Q = D NOR E = (A NOR B) NOR (B AND C)

Tabel 2.9 : Tabel Kebenaran Rangkaian Kombinasi 3 Gerbang

Masukan			Keluaran
A	B	A	D = A NOR B	Y = B AND C	Y = A XNOR B
0 0 0 0 1 1 1 1	0 0 1 1 0 0 1 1	0 1 0 1 0 1 0 1	1 1 0 0 0 0 0 0	0 0 0 1 0 0 0 1	0 0 1 0 0 0 1 0

Teorama DeMorgan (DeMorgan’s Theorm)

Teorema DeMorgan berguna untuk mengimplementasikan operasi gerbang dasar dengan gerbang alternatif. Secara mendasar Teorema DeMorgan menyatakan bahwa setiap ekspresi logika biner tidak akan berubah jika :

1.     Mengubah seluruh variable menjadi komplemennya

2.     Mengubah seluruh operasi AND menjadi OR

3.     Mengubah seluruh operasi OR menjadi AND

4.     Mengomplemenkan seluruh ekspresi

Komplemen dari suatu ekspresi dapat diubah dengan cara masing-masing variabelnya dikomplemen dan perubahan operasi AND dengan OR atau sebaliknya. Perubahan gerbang logika untuk mengekspresikan suatu logika proses dapat dilakukan dengan menggunakan Teorema DeMorgan di atas :

2.4        Gerbang Logika Dalam Chip

Gerbang logika dibuat pabrik dalam chipset. Biasanya dalam satu chip terdiri dari beberapa buah gerbang logika. Chip 7400 mengandung gerbang NAND dengan tambahan jalur catu daya (+5 Volt) dan satu ground.

Read More