Aplikasi Aljabar Boolean dalam Komparator Digital

dokumen-dokumen yang mirip
TI 2013 IE-204 Elektronika Industri & Otomasi UKM

Bahan Kuliah. Priode UTS-UAS DADANG MULYANA. dadang mulyana 2012 ALJABAR BOOLEAN. dadang mulyana 2012

Aljabar Boolean. IF2120 Matematika Diskrit. Oleh: Rinaldi Munir Program Studi Informatika, STEI-ITB. Rinaldi Munir - IF2120 Matematika Diskrit

Aljabar Boolean. Adri Priadana

Definisi Aljabar Boolean

Review Sistem Digital : Logika Kombinasional

2. Gambarkan gerbang logika yang dinyatakan dengan ekspresi Boole di bawah, kemudian sederhanakan dan gambarkan bentuk sederhananya.

Aljabar Boolean. Bahan Kuliah Matematika Diskrit

Aljabar Boolean. Rinaldi Munir/IF2151 Mat. Diskrit 1

Aljabar Boolean. Matematika Diskrit

a + b B a + b = b + a ( ii) a b = b. a

Komplemen Boolean dituliskan dengan bar/garis atas dengan aturan sebagai berikut

Output b akan ada aliran arus dari a jika saklar x ditutup dan sebaliknya Output b tidak aliran arus dari a jika saklar x dibuka.

Definisi Aljabar Boolean

ebook PRINSIP & PERANCANGAN LOGIKA Fakultas Teknologi Industri Universitas Gunadarma 2013

MODUL 6 ALJABAR BOOLEAN

yang paling umum adalah dengan menspesifikasikan unsur unsur pembentuknya (Definisi 2.1 Menurut Lipschutz, Seymour & Marc Lars Lipson dalam

Definisi Aljabar Boolean

Matematika informatika 1 ALJABAR BOOLEAN

Review Sistem Digital : Aljabar Boole

DEFINISI ALJABAR BOOLEAN

Aljabar Boolean. Rudi Susanto

Implementasi Greedy Dalam Menemukan Rangkaian Logika Minimal Menggunakan Karnaugh Map

BAB 4. Aljabar Boolean

BAB 2 GERBANG LOGIKA & ALJABAR BOOLE

ALJABAR BOOLEAN R I R I I R A W A T I, M. K O M L O G I K A M A T E M A T I K A 3 S K S

FPMIPA UPI ILMU KOMPUTER I. TEORI HIMPUNAN

Aplikasi Aljabar Geometri dalam Menentukan Volume Parallelepiped Beserta Penurunan ke Rumus Umum dengan Memanfaatkan Sifat Aljabar Vektor

MAKALAH SISTEM DIGITAL

Pengaplikasian Aljabar Boolean dalam Menghias Permukaan Roti Panggang oleh Pemanggang Roti Pintar (Smart Toaster)

Rangkaian digital yang ekivalen dengan persamaan logika. Misalnya diketahui persamaan logika: x = A.B+C Rangkaiannya:

DIKTAT SISTEM DIGITAL

MODUL 3 GERBANG LOGIKA DASAR

Aljabar Boolean dan Gerbang Logika Dasar

SISTEM DIGITAL; Analisis, Desain dan Implementasi, oleh Eko Didik Widianto Hak Cipta 2014 pada penulis GRAHA ILMU Ruko Jambusari 7A Yogyakarta 55283

Logika Matematika Aljabar Boolean

BAB I PENDAHULUAN. Fungsi Boolean seringkali mengandung operasi operasi yang tidak perlu, literal

Logika Matematika. Bab 1: Aljabar Boolean. Andrian Rakhmatsyah Teknik Informatika STT Telkom Lab. Sistem Komputer dan Jaringan

Pertemuan ke-4 ALJABAR BOOLEAN I

ALJABAR BOOLEAN. Misalkan terdapat. Definisi:

Mata Kuliah Arsitektur Komputer Program Studi Sistem Informasi 2013/2014 STMIK Dumai -- Materi 08 --

Aljabar Boolean dan Sintesis Fungsi. Logika

BAB 2 PENYEDERHANAAN RANGKAIAN DENGAN PETA KARNAUGH SUM OF PRODUCT (SOP) DAN PRODUCT OF SUM (POS)

Kuliah#4 TKC205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto

REPRSENTASI FUNGSI BOOLE PADA GRAF KUBUS

Prinsip Aljabar Boolean Sederhana pada Seat Belt Warning System

63 ISSN: (Print), (Online)

ARSITEKTUR DAN ORGANISASI KOMPUTER Aljabar Boolean, Gerbang Logika, dan Penyederhanaannya

Gerbang gerbang Logika -5-

Sintesis dan Penyederhanaan Fungsi Logika dengan Peta Karnaugh

I. Judul Percobaan Rangkaian Gerbang Logika dan Aljabar Boolean

RANGKAIAN KOMBINASIONAL

Kelompok 7. Danu Setiawan Juli Adi Prastyo Comparator

Matematika Logika Aljabar Boolean

MATERI 2 COMBINATIONAL LOGIC

BAB III GERBANG LOGIKA DAN ALJABAR BOOLEAN

JUMANTAKA Halaman Jurnal: Halaman LPPM STMIK DCI:

STUDI METODE QUINE-McCLUSKEY UNTUK MENYEDERHANAKAN RANGKAIAN DIGITAL S A F R I N A A M A N A H S I T E P U

Perancangan Aplikasi Penyederhanaan Fungsi Boolean Dengan Metode Quine-MC Cluskey

Kuliah#3 TSK205 Sistem Digital - TA 2011/2012. Eko Didik Widianto

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM SISTEM DIGITAL. Nama : ALI FAHRUDDIN NIM : DBC Kelas : K Modul : IV (Minimisasi Fungsi 3 Variabel)

Gambar 28 : contoh ekspresi beberapa logika dasar Tabel 3 : tabel kebenaran rangkaian gambar 28 A B C B.C Y = (A+B.C )

METODE MC CLUESKEY. Disusun Oleh: Syabrul Majid

Elektronika dan Instrumentasi: Elektronika Digital 2 Gerbang Logika, Aljabar Boolean. Yusron Sugiarto

II. TINJAUAN PUSTAKA. disebut vertex, sedangkan E(G) (mungkin kosong) adalah himpunan tak terurut dari

Bentuk Standar Ungkapan Boolean. Instruktur : Ferry Wahyu Wibowo, S.Si., M.Cs.

MODUL TEKNIK DIGITAL MODUL IV ALJABAR BOOLE DAN RANGKAIAN KOMBINASIONAL

0.(0.1)=(0.0).1 0.0=0.1 0=0

O L E H : H I DAYAT J U R U SA N TEKNIK KO M P U TER U N I KO M 2012

Konversi Tabel Kebenaran Ke Ekspresi Boolean (1) Disain sistem digital diawali dengan:

Rangkaian Digital Kombinasional. S1 Informatika ST3 Telkom Purwokerto

BAB IV PETA KARNAUGH (KARNAUGH MAPS)

Implementasi Pohon Keputusan untuk Membangun Jalan Cerita pada Game Engine Unity

Bentuk Standar Fungsi Boole

BAB III ALJABAR BOOLE (BOOLEAN ALGEBRA)

DCH1B3 Konfigurasi Perangkat Keras Komputer

LAB #1 DASAR RANGKAIAN DIGITAL

Sistem Digital. Dasar Digital -4- Sistem Digital. Missa Lamsani Hal 1

PRAKTIKUM TEKNIK DIGITAL

BAB I PENDAHULUAN. Fungsi Boolean seringkali mengandung operasi operasi yang tidak perlu,

18/09/2017. Fakultas Teknologi dan Desain Program Studi Teknik Informatika

Persamaan SOP (Sum of Product)

Memanfaatkan Pewarnaan Graf untuk Menentukan Sifat Bipartit Suatu Graf

BAB IV PENYEDERHANAAN RANGKAIAN LOGIKA

Comparator, Parity Generator, Converter, Decoder

Perancangan Rangkaian Logika. Sintesis Rangkaian Logika

PENERAPAN METODE QUINE-MC CLUSKEY UNTUK MENYEDERHANAKAN FUNGSI BOOLEAN

Penerapan Greedy dan DFS dalam Pemecahan Solusi K- Map

ALJABAR BOOLEAN. -Definisi -AB dua-nilai. Altien Jonathan Rindengan, S.Si, M.Kom

BAB IV : RANGKAIAN LOGIKA

Sistem Digital. Sistem Angka dan konversinya

PRAKTIKUM RANGKAIAN DIGITAL

ARITMATIKA ARSKOM DAN RANGKAIAN DIGITAL

Aljabar Boolean dan Peta Karnough

PERCOBAAN DIGITAL 01 GERBANG LOGIKA DAN RANGKAIAN LOGIKA

O L E H : H I DAYAT J U R U SA N TEKNIK KO M P U TER U NIKO M 2012

Pertemuan 8. Aplikasi dan penyederhanaan Aljabar Boolean

GERBANG LOGIKA RINI DWI PUSPITA

Pemanfaatan Permodelan Ruang Vektor untuk Pengecekan Kemiripan

Kuliah#5 TKC205 Sistem Digital. Eko Didik Widianto

Transkripsi:

Aplikasi Aljabar Boolean dalam Komparator Digital Ade Yusuf Rahardian / 13514079 1 Program Studi Teknik Informatika Sekolah Teknik Elektro dan Informatika Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha 10 Bandung 40132, Indonesia 1 13514079@std.stei.itb.ac.id Abstract Makalah ini menjelaskan bagaimana aljabar boolean digunakan di dua jenis komparator digital, aitu equalit comparator dan magnitude comparator. Komparator adalah komponen elektronik ang berfungsi membandingkan dua nilai kemudian memberikan hasilna. Komparator banak digunakan misalna pada mesin peneleksi surat, baik ukuran dimensina, berat surat, kode area (berdasarkan bar-code), dan sebagaina. Kewords Aljabar Boolean, Digital, Komparator, Rangkaian Logika I. PENDAHULUAN Dalam sebuah sistem digital, membandingkan dua buah nilai (data digital) merupakan operasi aritmatika ang paling dasar. Hasil dari perbandingan itu adalah sama dengan atau tidak sama dengan (lebih kecil atau lebih besar). Data digital ang dibandingkan dimulai dari ang paling kecil (1-bit) hingga ke data ang lebih besar lagi. Di zaman modern ini, semua kebutuhan manusia pastilah ingin seefisien dan sehemat mungkin. Termasuk dalam komponen sebuah komparator digital. Semakin sedikit komponen ang dipakai, semakin hemat pula biaa ang dikeluarkan. Dengan adana fungsi aljabar boolean ang dapat disederhanakan, diharapkan komparator ang mengeluarkan output ang sama dapat diperoleh rangkaian dengan komponen ang dibutuhkan seminimal mungkin. II. DASAR TEORI A. Definisi Aljabar Boolean Misalkan B adalah himpunan ang didefinisikan pada dua operator biner, + dan, dan sebuah operator uner,. Misalkan 0 dan 1 adalah dua elemen ang berbeda dari B. Maka, tupel <B, +,,, 0, 1> disebuh aljabar Boolean jika untuk setiap a, b, c B berlaku aksioma berikut: 1. Identitas (i) a + 0 = a (ii) a 1 = a 2. Komutatif (i) a + b = b + a (ii) a b = b a 3. Distributif (i) a (b + c) = (a b) + (a c) (ii) a + (b c) = (a + b) (a + c) 4. Komplemen Untuk setiap a B terdapat elemen unik a B sehingga (i) a + a = 1 (ii) a a = 0 Berhubung elemen-elemen B tidak didefinisikan nilaina (kita bebas menentukan anggota-anggota B), maka terdapat banak sekali aljabar boolean. Untuk mempunai sebuah aljabar Boolean, orang harus memperlihatkan: 1. elemen-elemen himpunan B, 2. kaidah/aturan operasi untuk dua operator biner dan operator uner, 3. himpunan B, bersama-sama dengan dua operator tersebut, memenuhi keempat aksioma di atas. B. Fungsi Boolean Fungsi boolean adalah pemetaan dari B n ke B melalui ekspresi Boolean, kita menuliskanna sebagai : f : B n B ang dalam hal ini B n adalah himpunan ang beranggotakan pasangan terurut ganda-n di dalam daerah asal B. Contoh-contoh fungsi Boolean: 1. f() = 2. f(, ) = + + 3. f(, ) = 4. f(, ) = ( + ) 5. f(,, z) = z Setiap peubah di dalam fungsi Boolean, termasuk dalam bentuk komplemenna disebut literal. C. Bentuk Kanonik Ekspresi Boolean ang menspesifikasikan suatu fungsi dapat disajikan dalam dua bentuk berbeda. Pertama, sebagai penjumlahan dari hasil kali dan kedua sebagai perkalian dari hasil jumlah. Misalna, f(,,z) = z + z + z dan g(,,z) = ( + + z) ( + +z) ( + + z ) ( + + z ) ( + +z) adalah dua buah fungsi ang sama. Fungsi ang pertama, f, muncul dalam bentuk penjumlahan dari hasil kali, sedangkan fungsi ang kedua, g, muncul dalam bentuk

perkalian dari hasil jumlah. Setiap suku (term) di dalam ekspresi mengandung literal ang lengkap dalam peubah,, dan z, baik peubahna tanpa komplemen maupun dengan komplemen. Ada dua macam bentuk term, aitu minterm dan materm. Minterm aitu apabila suku di dalam ekspresi boolean mengadung literal ang lengkap dalam bentuk hasil kali. Sedangkan materm aitu apabila suku di dalam ekspresi boolean mengandung literal ang lengkap dalam bentuk hasil jumlah. Ekspresi Boolean ang dinatakan sebagai penjumlahan dari satu atau lebih minterm atau perkalian dari satu atau lebih materm disebut dalam bentuk kanonik. Jadi, ada dua macam bentuk kanonik : 1. Penjumlahan dari hasil kali (sum-of-product atau SOP) 2. Perkalian dari hasil jumlah (product-of-sum atau POS) D. Rangkaian Logika Fungsi Boolean dapat juga direpresentasikan dalam bentuk rangkaian logika. Ada tiga gerbang logika dasar: gerbang AND, gerbang OR, dan gerbang NOT. + ' Gerbang AND dua-masukan Gerbang OR dua-masukan Gerbang NOT (inverter) Gambar 1. Gerbang logika dasar [1] Dan gerbang logika turunan. Gambar 4. Peta Karnaugh dengan tiga peubah [1] Gambar 5. Peta Karnaugh dengan empat peubah [1] Cara mengisi peta Karnaugh adalah kotak ang menatakan minterm diisi 1, sisana diisi 0. Contoh : f(,, z) = z + z + z ()' (+)' ( )' Gerbang NAND Gerbang NOR Gerbang XOR Gambar 2. Gerbang logika turunan [1] Gerbang XNOR E. Peta Karnaugh Peta Karnaugh (atau K-map) merupakan metode grafis untuk menederhanakan fungsi Boolean. Metode ini ditemukan oleh Maurice Karnaugh pada tahun 1953. Peta Karnaugh adalah sebuah diagram/peta ang terbentuk dari kotak-kotak (berbentuk bujursangkar) ang bersisian. Tiap kotak merepresentasikan sebuah minterm. Tiap kotak dikatakan bertetangga jika minterm-minterm ang merepresentasikanna berbeda hana 1 buah literal. Contoh penajian Peta Karnaugh ditunjukkan seperti gambar di bawah ini. Gambar 6. Pengisian Peta Karnaugh [1] Penggunaan Peta Karnaugh dalam penederhanaan fungsi Boolean dilakukan dengan cara menggabungkan kotak-kotak ang bernilai 1 dan saling bersisian. Kelompok kotak ang bernilai 1 dapat membentuk pasangan (dua), kuad (empat), dan oktet (delapan). III. PRINSIP KERJA KOMPARATOR Prinsip kerja komparator adalah untuk membandingkan dua n-bit binar words (misal A dan B). Terdapat dua jenis digital comparator, aitu 1. Identit/Equalit A B n-bit identit comparator A=B Gambar 3. Peta Karnaugh dengan dua peubah [1] Gambar 7. Identit/Equalit

Sebuah digital comparator ang hana memiliki satu terminal output (A = B). Komparator ini berfungsi untuk mendeteksi apakah dua buah data n-bit nilaina sama atau tidak. Implementasina dengan gerbang XNOR untuk setiap bit. Karena gerbang XNOR akan bernilai 1 apabila kedua input sama. 2. Magnitude f(a 0,b 0) = (a 0 b 0) Penederhanaan fungsi ini perlu karena dalam mendesain sistem, kita ingin berusaha untuk menggunakan komponen ang diperlukan sesedikit mungkin. 4.1.3. Rangkaian Logika A B n-bit magnitude comparator A<B A=B A>B a 0 b 0 A = B Gambar 10. Rangkaian logika 1-bit Equalit Gambar 8. Magnitude Sebuah digital comparator ang memiliki tiga terminal output, aitu A < B, A = B, dan A > B. Komparator ini tidak hana mengecek apakah dua buah data n-bit nilaina sama atau tidak, komparator ini bisa mendeteksi data mana ang lebih besar maupun ang lebih kecil. Komparator banak digunakan misalna pada mesin peneleksi surat, baik ukuran dimensina, berat surat, kode area (berdasarkan bar-code), dan sebagaina. IV. PENGGUNAAN ALJABAR BOOLEAN DALAM KOMPARATOR Dalam bab ini akan dijelaskan penggunaan aljabar boolean dalam komparator 1-bit dan 2-bit pada equalit comparator dan magnitude comparator. 4.1. 1-bit Equalit 4.1.1. Tabel Kebenaran Desimal Biner A=B A B a 0 b 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 Tabel I. Tabel Kebenaran untuk 1-bit Equalit 4.1.2. Peta Karnaugh b 0 a 0 0 1 Gambar 9. Peta Karnaugh untuk 1-bit Equalit f(a 0,b 0) = a 0 b 0 + a 0b 0 Namun, fungsi ini dapat disederhanakan menjadi 4.2. 2-bit Equalit 4.2.1. Tabel Kebenaran Desimal Biner A=B A B a 1 a 0 b 1 b 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 3 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 2 1 0 0 1 3 1 1 0 2 0 0 0 0 2 1 1 0 0 2 2 1 2 3 1 1 0 3 1 0 0 0 3 1 1 1 0 3 2 1 1 1 0 0 3 3 1 1 1 1 1 Tabel II. Tabel Kebenaran untuk 2-bit Equalit 4.2.2. Peta Karnaugh b 1b 0 00 01 11 10 a 1a 0 0 0 0 0 01 0 0 11 0 0 10 0 0 Gambar 11. Peta Karnaugh untuk 2-bit Equalit f(a 1, a 0, b 1, b 0) = a 1 a 0 b 1 b 0 + a 1 a 0b 1 b 0 + a 1a 0b 1b 0 + a 1a 0 b 1b 0 4.2.3. Rangkaian Logika Setelah dilakukan penederhanaan, digunakan empat gerbang XNOR dan satu gerbang AND, sehingga

diperoleh rangkaian logika seperti di bawah ini f(a 0,b 0) = a 0 b 0 + a 0b 0 Untuk A>B (Gbr 13(c)) berlaku fungsi boolean f(a 0,b 0) = a 0b 0 4.3.3. Rangkaian Logika Setelah dilakukan penederhanaan, diperoleh rangkaian logika seperti di bawah ini Gambar 12. Rangkaian Logika 2-bit Equalit [2] 4.3. 1-bit Magnitude 4.3.1. Tabel Kebenaran Desimal Biner A<B A=B A>B A B a 0 b 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 Tabel IV. Tabel Kebenaran untuk 1-bit Magnitude 4.3.2. Peta Karnaugh a) b 0 a 0 0 1 0 0 b) b 0 a 0 0 1 c) b 0 a 0 0 0 0 1 1 0 Gambar 14. Rangkaian Logika 1-bit Magnitude [2] 4.4. 2-bit Magnitude 4.4.1. Tabel Kebenaran Desimal Biner A<B A=B A>B A B a 1 a 0 b 1 b 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 0 3 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 2 1 0 0 1 3 1 1 1 0 0 2 0 0 0 0 2 1 1 0 0 2 2 1 0 0 2 3 1 1 1 0 0 3 1 0 0 0 3 1 1 1 0 3 2 1 1 1 0 0 3 3 1 1 1 1 0 Tabel II. Tabel Kebenaran untuk 2-bit Equalit Gambar 13. Peta Karnaugh untuk 1-bit Magnitude. (a) A<B, (b) A=B, (c) A>B Untuk A<B (Gbr 13(a)) berlaku fungsi boolean f(a 0,b 0) = a 0 b 0 Untuk A=B (Gbr 13(b)) berlaku fungsi boolean

4.4.2. Peta Karnaugh a) Untuk A>B (Gbr. 15(c)) berlaku fungsi boolean f(a 1, a 0, b 1, b 0) = a 1b 1 + a 0b 1 b 0 + a 1a 0b 0 4.4.3. Rangkaian Logika Setelah dilakukan penederhanaan, diperoleh rangkaian logika seperti di bawah ini b) Gambar 14. Rangkaian Logika 2-bit Magnitude [5] c) V. KESIMPULAN Gerbang logika merupakan bagian utama dari sebuah komparator digital. Untuk mendapatkan komparator digital dengan menggunakan komponen sesedikit mungkin, diperlukan penederhanaan fungsi. Selain itu penghematan komponen dapat diperoleh dengan mengamati fungsi boolean ang memiliki bentuk kanonik ang sama, sehingga tidak ada komponen ganda ang sebenarna memiliki fungsi ang sama dalam satu rangkaian. Gambar 15. Peta Karnaugh untuk 2-bit Magnitude. (a) A<B, (b) A=B, (c) A>B [4] Untuk A<B (Gbr. 15(a)) berlaku fungsi boolean f(a 1, a 0, b 1, b 0) = a 1 b 1 + a 0 b 1b 0 + a 1 a 0 b 0 Untuk A=B (Gbr. 15(b)) berlaku fungsi boolean f(a 1, a 0, b 1, b 0) = a 1 a 0 b 1 b 0 + a 1 a 0b 1 b 0 + a 1a 0b 1b 0 + a 1a 0 b 1b 0 VI. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis memanjatkan puji sukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala kenikmatan sehingga dapat menelesaikan makalah ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dra. Harlili S., M.Sc. dan Bapak Dr.Ir. Rinaldi Munir, MT. selaku dosen pengajar mata kuliah Matematika Diskrit atas segala bimbingan serta ilmu ang telah diberikan kepada penulis. Penulis juga menampaikan rasa terima kasih kepada rekan-rekan penulis ang mendukung dan mendorong penulis dalam menelesaikan makalah ini. Terakhir, penulis juga menampaikan terima kasih kepada seluruh pihak ang ikut membantu pembuatan makalah ini baik ang secara langsung maupun tidak langsung.

REFERENSI [1] Munir, Rinaldi, Matematika Diskrit, Bandung: Penerbit Informatika Bandung. [2] http://www.learnabout-electronics.org/digital/dig43.php, diakses pada 8 Desember 2015 pukul 18.00 WIB [3] http://www.electronics-tutorials.ws/combination/comb_8.html, diakses pada 8 Desember 2015 pukul 18.00 WIB [4] http://www.eploreroots.com/dc18.html, diakses pada 8 Desember 2015 pukul 18.40 WIB [5] http://www.ijesi.org/papers/vol(2)1%20(version%202)/c211324. pdf, diakses pada 8 Desember 2015 pukul 21.20 WIB [6] http://nainsari.lecture.ub.ac.id/files/2013/09/rangkaian- Kombinasional-Komparator.ppt, diakses pada 8 Desember 2015 pukul 21.45 WIB PERNYATAAN Dengan ini saa menatakan bahwa makalah ang saa tulis ini adalah tulisan saa sendiri, bukan saduran, atau terjemahan dari makalah orang lain, dan bukan plagiasi. Bandung, 8 Desember 2015 Ade Yusuf Rahardian (13514079)