ARSITEKTUR KOMPUTER

 ARSITEKTUR KOMPUTER

" MEMBUAT 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

Read More