ARSITEKTUR KOMPUTER
Dasar
dasar perhitungan bilangan biner
Pada
dasarnya bilangan biner hanya mempresentasikan dua keadaan yaitu 0 dan 1.
Karena pada arus listrik hanya ada dua keadaan yaitu mati dan hidup. Secara
keseluruhan bilangan biner bermaksud jika 0 itu mati dan 1 itu jika hidup.
Perhitungan biner sangat berbeda dengan perhitungan base 10, yang menghitung
mulai dari angka 1, 2, 3, dst. Perhitungan base 2 (biner) akan sama dengan
nilai base 10 dengan tipe keadaan seperti berikut
Ketika kita menulis
pada base 10 maka kita akan menyisakan satu atau yang lebih sering disebut carry jika terdapat penjumlahan yang
berlebih, dengan kondisi “jika nilai lebih dari 9”. Dengan kata lain ketika
nilai 9+1 akan bernilai 10 maka nilai 1 inilah yang disebut carry berikut contohnya :
Base 2 (binary digit)
juga mempunyai tipikal yang sama dengan
base 10 yaitu mengenai carry. Jika
terdapat penjumlahan antara 1+1 = 10 maka 1 inilah yang disebut dengan carry. Lho kenapa bisa 1+1=10? Anggap
saja 1 itu ganjil dan 0 itu genap, maka ketika 1+1 = 2, akan diartikan sama
dengan 1+1 = 10 atau bisa ditulis dengan 1+1=0 dengan carry 1.
Dengan demikian jika
kita memiliki 2 bilangan biner yang akan dijumlahkan (semisal 1+0 atau 0+1 atau
0+0) maka akan mempunyai 4 kemungkinan.
Untuk mempresentasikan
sebuah rangkaian logika dengan suatu input atau output yang kita inginkan, maka
dapat digunakan operasi Boolean, atau
yang umum disebut dengan rangkaian gerbang logika.
GERBANG
LOGIKA
Untuk gerbang logika,
dapat digunakan 3 gerbang yang paling dasar (karena paling mudah penjelasanya
untuk transistor) yaitu gerbang AND-Gate(Gerbang
Dan), Or-Gate(Gerbang Atau) dan Not-Gate(Dan
Gerbang Bukan).
Gerbang-gerbang ini
dapat dikombinasikan dengan gerbang yang lain. Logika dari gerbang-gerbang
tersebut dapat dinyatakan, jika And-Gate
maka akan menghasilkan 1 jika kedua input (semisal terdapat input A dan B
masing masing bernilai 1) maka akan menghasilkan nilai output 1 selain kondisi
tersebut maka 0 (kondisi kedua input 01 atau 10 atau 00) .
Sedangkan Or-Gate(Gerbang atau) mempunyai kondisi
ketika nilai kedua input berbeda maka nilainya 1 (berbeda berarti nilai input A
dan B semisal 01 atau 10) sedangkan ketika nilai input sama maka akan bernilai
0. Gerbang not (Not-Gate) merupakan
gerbang pembalik yang hanya berisi 1 input dan 1 output, jadi ketika masukan 0
maka output akan 1.
Mari kita bahas permasalahan tabel yang tadi
Dapat dilihat bahwa gerbang OR berfungsi dalam tabel
“sum”. Dan dapat dibuat rangkaian logika seperti berikut.
Dan fungsi logika gerbang AND ditunjukan dalam tabel
“carry”.
Jika ingin mendapatkan gerbang logika secara
keseluruhan (terdapat sum dan carry), maka dapat ditambahkan dengan “Half Adder”. Half Adder ini dibentuk karena terdapat nilai sisa dari
penjumlahan pada rangkaian gerbang logika.
Tapi sayangnya pada Half Adder tidak dapat dimasukkan suatu
input carry dari penjumlahan
sebelumnya, semisal penjumlahan pada rangkaian A 1+1=0 dengan carry 1, kemudian carry ini ingin dimasukkan pada rangkaian B sehingga menjadi 1+1+1(carry). Nah, pada kondisi seperti ini
dapat digunakan metode Full Adder seperti
berikut :
Rangkaian gerbang
diatas dapat disebut dengan 4 bit adder. Dimana rangkaianya dapat membentuk 4
bilangan biner, yang disebabkan oleh “ripple”
Ke bawah atau Perombakan dari atas kebawah, keadaan seperti ini biasanya
disebut dengan ripple carry adder.
Sekarang dengan
rangkaian diatas kita dapat melihat bahwa input A dan B menjadi 4 inputan
bilangan jika semisal inputan 1111 ditambah dengan 1111 (atau dapat dikatakan
bilangan 15 ditambah 15) maka menjadi 5 bit bilangan yang akan menghasilkan carry bilangan carry
1.
MEMBUAT
GERBANG LOGIKA DENGAN TRANSISTOR
Gerbang logika tersebut
dapat diimplementasikan kedalam transistor, semisal jika inputnya dibuat 1, outputnya
akan menjadi 0. Dianggap saja kalau Input tersebut adalah saklar, maka ketika
saklar tersebut mati listrik yang mengalir dari collector akan menuju secara
langsung kedalam emitter. Sedangkan jika input 0 maka dianggap seperti saklar
hidup jadi listrik yang mengalir dari Vcc akan langsung menuju ke Output
sehingga dihasilkan nilai 1 dan sebaliknya.
Sehingga pada gerbang gerbang berikutnya dapat
dinyalakan dengan kondisi gerbang logika seperti diatas (sebelumnya AND,OR,NOT)
Gerbang AND gate dapat dilihat dengan kondisi
transistor seperti berikut
Sedangkan pada kondisi OR gate dapat dilihat sebagai
berikut
GERBANG
FULL ADDER
Seperti halnya diatas dengan kata lain full adder dapat dibentuk dengan berbagai macam kumpulan
transistor seperti berikut.
MEMBUAT
SEBUAH KOMPUTER
Jadi, dengan semua teori diatas dapat dibuat suatu
komputer dengan berbagai kombinasi 4 bit adder, dan kemudian dapat dirangkai
dengan beberapa bit little endian
dengan kata lain bahwa bilangan binary yang terkecil berada pada sebelah paling
kanan. Berikut rangkaianya
KESIMPULAN
Dengan berbagai
rangkaian berikut maka dapat dibuat basic dari komputer, dimana computer jaman
sekarang menggunakan ribuan bahkan lebih transistor untuk melaksanakan
penghitungan computer.
Sumber : http://www.waitingforfriday.com/index.php/4-Bit_Computer
Postingan
