BAB III & BAB IV materi sistem komputer

BAB III

Operasi Aritmatika

  Operasi dasar aritmetika adalah penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pembagian, walaupun operasi-operasi lain yang lebih canggih (seperti persentase, akar kuadrat, pemangkatan, dan logaritma) kadang juga dimasukkan ke dalam kategori ini. Perhitungan dalam aritmetika dilakukan menurut suatu urutan operasi yang menentukan operasi aritmetika yang mana lebih dulu dilakukan.

  Aritmetika bilangan asli, bilangan bulat, bilangan rasional, dan bilangan real umumnya dipelajari oleh anak sekolah, yang mempelajari algoritme manual aritmetika. Namun, banyak orang yang lebih suka menggunakan alat-alat seperti kalkulator, komputer, atau sempoa untuk melakukan perhitungan aritmetika.

  Perkembangan terakhir di Indonesia berkembang mempelajari aritmetika dengan bantuan metode jarimatika, yakni menggunakan jari-jari tangan untuk melakukan operasi kali-bagi-tambah-kurang.

1. Operasi Aritmatika Bilangan Biner

  Aritmatika Bilangan Binner merupakan beberapa operasi perhitungan yang terjadi dalam bilangan biner.

Terdapat 5 operasi aritmatika pada bilangan biner, antara lain:

1. Penjumlahan
2. Pengurangan
3. Perkalian
4. Pembagian
5. Bilangan Biner Bertanda

A. Penjumlahan Bilangan Biner

Dalam bilangan biner terdapat dua aturan dasar, antara lain:

0 + 0 = 0
1 + 0 = 1
0 + 1 = 1
1 + 1 = 1, simpan 1

  Sebagai cara penjumlahan bilangan desimal yang kalian kenal sehari-hari, penjumlahan bilangan biner juga harus selalu memperhatikan carry (sisa) dari hasil penjumlahan pada tempat yang lebih rendah.

Sebagai contoh:

Soal 1.

1111 2
10100 2
_______+
100011 2 Carry of 1 (3 kali)

Soal 2.

  Dalam contoh diatas, telah dilakukan penjumlahan 8 bit tanpa carry, sehingga hasil penjumlahnya masih berupa 8 bit data. Untuk contoh berikutnya akan dilakukan penjumlahan 8 bityang menghasilkan carry.

Soal 3.

  Hasil penjumlahan diatas menjadi 9 bit data, sehingga untuk 8 bit data, hasil penjumlahannya bukan merupakan jumlah 8 bit data A dan B tetapi bit yang e-8 (dihitung mulai dari 0) atau yang disebut carry juga harus diperhatikan  sebagai hasil penjumlahan.

B. Pengurangan Bilangan Biner

  Pada bilangan biner terdapat dua cara dalam pengurangan yakni dengan 1s complement dan 2s complement, Perbedaan diantara keduanya antara lain:

• 1s complement
  merupakan sebuah cara untuk membalikkan bilangan negatif menjadi positif (sebab sebenarnya dalam bahasa komputer tidak kenal operasi pengurangan).
  Sehingga operasi pengurangan ini akan menjadi penjumlahan.
  1s complement dari sebuah bilangan dilakukan dengan mengubah 0 menjadi 1 dan 1 menjadi 0. Sebagai contoh: 
• 2s complement kurang lebih mempunyai fungsi yang sama dengan 1s complement yakin membuat sebuah bilangan negatif menjadi positif. Tetapi cara 2s complement sedikit ada perbedaan yakni 1s complement yang ditambah dengan 1. Sebagai contoh:  Lalu 
  Sehingga 2s complement dari 10001 yaitu 01111 dan 1s complement-nya yaitu 01110.

C. Perkalian Bilangan Biner

  Dilakukan sama dengan cara perkalian yang terdapat dalam operasi bilangan desimal. Dasar perkalian pada bilangan biner ialah sebagai berikut:

0 x 0 = 0
1 x 0 = 0
0 x 1 = 0
1 x 1 = 1

Sebagai contoh:

Soal 1.

1110 2

           1100 2 x

           0000

         0000

        1110

      1110 +

      10101000 2

D. Pembagian Bilangan Biner

  Pembagian biner dilaksanakan dengan menggunakan cara yang sama dengan yang ada pada bilangan desimal. Pembagian biner 0 tidak memiliki arti, sehingga dasar pembagian pada bilangan biner adalah sebagai berikut:

0 : 1 = 0

1 : 1 = 1

Contoh #1:

101 / 1111101 \ 11001

        101 _

         101

         101 _

          0101

            101 _

              0

2.Operasi Aritmatika Bilangan Oktal

A. Penjumlahan Bilangan Oktal

Berikut adalah tahapan untuk operasi penjumlahan oktal, antara lain:

1. tambahkan masing-masing kolom secara desimal
2. rubah dari hasil desimal ke dalam bilangan oktal
3. tuliskan hasil dari digit paling kanan dari hasil oktal
4. jika hasil penjumlahan pada masing-masing kolom terdiri dari dua digit, maka digit paling kiri adalah carry of untuk penjumlahan kolom berikutnya.
5. sisa akan muncul atau terjadi apabila jumlahnya sudah melebihi 7 pada setiap tempat.

Sebagai contoh:

B. Pengurangan Bilangan Oktal

  Pengurangan Oktal bisa dilakukan dengan cara yang sama dengan yang ada pada operasi pengurangan bilangan desimal.

  Pada pengurangan apabila bilangan yang dikurangi lebih kecil dari pada bilangan pengurangnya maka akan dilakukan peminjaman (borrow) pada tempat yang lebih tinggi (dengan nilai 8).

Sebagai contoh:

C. Perkalian Bilangan Oktal

Berikut adalah tahapan untuk operasi perkalian oktal, antara lain:

1. kalikan masing-masing kolom secara desimal.
2. rubah dari hasil desimal ke bilagan oktal.
3. tuliskan hasil dari digit paling kanan dari hasil oktal.
4. jika hasil perkalian pada masing-masing kolom terdiri atas 2 digit, maka digit paling kiri adalah carry of untuk ditambahkan pada hasil perkalian pada kolom berikutnya.

D. Pembagian Bilang Oktal

3. Operasi Aritmatika Bilangan Heksadesimal

A. Penjumlahan Bilangan Heksadesimal

  Dalam penjumlahan bilangan heksadesimal, sisa akan terjadi atau berlangsung apabila jumlah dari masing-masing tempat melebihi 15.

Sebagai contoh:

B. Pengurangan Bilangan Heksadesimal

  Pada pengurangan apabila bilangan yang dikurangi lebih kecil dibandingkan dengan bilangan pengurangnya maka akandilakukan peminjaman (borrow) pada tempat yang lebih tinggi (dengan nilai 16).

Sebagai contoh:

C. Perkalian Bilangan Heksadesimal

Berikut adalah tahapan untuk operasi perkalian heksadesimal, antara lain:

1. kalikan masing-masing kolom secara
2. rubah dari hasil desimal ke oktal
3. tuliskan hasil dari digit paling kanan dari hasil bilangan oktal
4. jika hasil perkalian pada masing-masing kolom terdiri atas 2 digit, maka digit paling kiri adalah carry of untuk ditambahkan pada hasil perkalian kolom berikutnya.

Sebagai contoh:

D. Pembagian Bilangan Heksadesimal

  Pembagian pada bilangan Heksadesimal sama halnya seperti yang ada dalam pembagian pada bilangan decimal.

Sebagai contoh:

Increment dan Decrement

  Increment (bertambah) dan Decrement (berkurang) merupakan dua pengertian yang sering sekali dipakai dalam teknik miroprosessor.

  Dalam matematik pengertian increment yaitu Bertambah Satu dan decrement berarti Berkurang Satu.

Increment Sistem Bilangan

  Seperti uraian di atas bahwa increment berarti bilangan sebelumnya akan ditambah dengan 1.

Decrement Sistem Bilangan

  Decrement didapatkan dengan cara mengurangi bilangan sebelumnya dengan 1.

Sebagai contoh:

(https://www.yuksinau.id/operasi-aritmatika/)

A.  Penjumlahan Bilangan dalam BCD

BCD  merupakan  penetapan  langsung  dari  setara  binernya.  Kode  tersebut  juga
dikenal  sebagaikode  BCD  8421  yang  menunjukkan  bobot  untuk  masing-masing
kedudukan bitnya.
Sebagai contoh, bilangan desimal 1996 dapat dikodekan menurut BCD sebagai:
1996 = 0001    1001     1001      0110
1          9            9           6
Perlu  diperhatikan  bahwa  pengubahan  suatu  bilangan  desimal  ke  bilangan  biner
berbeda  dengan  pengkodean  suatu  bilangan  desimal  meskipun  hasilnya  sama-sama
berupa suatu deretan bit. Untuk kode BCD ini, kode bilangan desimal 0 sampai dengan 9
sama dengan bilangan biner setaranya.

Namun  untuk  bilangan  di  atas  9,  kode  BCD  berbeda  dengan  bilangan  biner
setaranya. Misalnya biner untuk angka 11 adalah 1011, Letapi kode BCD untuk 11 adalah
0001 0001. Oleh karena itu, perlu diingat bahwa suatu deretan bit (angka) 0 dan 1 dalam
suatu sistem digital kadang-kadang mewakili suatu bilangan biner dan pada saat yang lain
merupakan  informasi  diskrit  yang  ditentukan  oleh  suatu  kode  biner  tertentu.  Keunggulan
utama kode BCD adalah mudahnya mengubah ke bilangan desimal. Kerugiannya adalah
sandi tidak akan berlaku untuk operasi matematika yang hasilnya melebihi 9.

Kode  BCD  hanya  menggunakan  10  dari  16  kombinasi  yang  tersedia.  Enam
kelompok  bit  yangtidak  terpakai  adalah  1010,  1011,  1100,  1101,  1110,  dan  1111.  Kode
BCD  merupakan  kode  radiks  campuran,  dalam  setiap  kelompok  4  bitnya  merupakan
sistem biner, tetapi merupakan decimal untuk kelompok demi kelompoknya.

Bentuk  biner  jika  dinyatakan  dalam  bilangan  desimal  memerlukan  4  bit  data.
Kombinasi  4  bitdata  jika  dimanfaatkan  seluruhnya  akan  didapatkan  kemungkinan  16
informasi  yang  berbeda.  Dan  16  informasi  ini  untuk  kode  BCD  hanya  digunakan  10
informasi,  sedangkan  6  informasi  yang  lain  tidak  diperlukan.  Tabel  3.13  memperlihatkan
bilangan biner, desimal dan heksadesimal dibandingkan terhadap bentuk kode BCD.
Tabel 3.13 Kode BCD



Keterangan:
1) Echte Tetraden (8421 Kode)
2) Pseudotetrades
*) Dinyatakan pada tempat kedua (dikoreksi sebagai puluhan dan satuan)

Jika  kita  bandingkan  bentuk  bilangan  di  atas  dengan  bentuk  BCD,  tampak  bahwa
setiap tempat dari bilangan desimal memerlukan 4 grup (tetrade) dan  bilangan biner dan
tetrade  ini  tidak  lagi  dinyatakan  dalam  bilangan  heksadesimal  tetapi  dalam  bilangan
desimal.  Kombinasi  yang  termasukdalam  BCD  Kode  dinyatakan  sebagai  Echte  Tetraden
sedangkan  informasi  yang  tidak  termasuk  dalam  BCD  Kode  dinyatakan  sebagai
Pseudotetrades.  Keheradaan  Pseudotetrades  dalam  operasi  aritmetika  mempunyai  arti
yang sangat penting, yaitu bahwa hasil operasi aritmetika tidak diizinkan berada di daerah

Pseudotetrades.  Jika  hasil  operasi  aritmetika  dalam  BCD  Kode  berada  pada  daerah
Pseudotetrades maka hasil operasi tersebut harus dikoreksi.

Penjumlahan  bilangan  dalam  kode  BCD  dikerjakan  seperti  halnya  penjumlahan
bilangan  biner.  jika  hasil  penjumlahan  berada  pada  daerah  Pseudotetrade,  maka  harus
dilakukan koreksi dengan cara menambahkan hasil dengan 610 = 01102.

Contoh :
Bilangan A = 0011 dan B = 0110 dalam bentuk BCD akan ditambahkan,
Bilangan A     = 00112
BilanganB     = 01102
        ---------- +
Hasil Sementara  = 10012
Koresksi     = tidak diperlukan karena hasilnya berada di Pseudotetrades
Hasil      = 10012  (bentuk BCD)

Contoh :
Bilangan A = 0111 dan B = 1000 dalam bentuk BCD akan ditambahkan,
Bilangan A     =  01112
Bilangan B     =  10002
         ---------- +
Hasil Sementara  =  11112
Koreksi     =  01102  diperlukan karena berada di Pseudotetrades
Hasil      =101012
Jadi: penjumlahan di atas menghasilkan 0001 ( puluhan) 0101 (satuan) (bentuk BCD)

Koreksi  pada  contoh  2  menghasilkan  simpanan  untuk  tempat  yang  lebih  tinggi
(puluhan),sehingga hasil penjumlahan setelah dikoreksi menghasilkan bilangan desimal 2
tempat yaitu 1(satu) puluhan dan 5 (lima) satuan yang dalam bilangan desimal disebut 15
(lima  belas)  sebagaihasil  penjumlahan  antara  710  (tujuh)  dengan  810  (delapan).  Untuk
penjumlahan  bilangan  yang  lebih  besar  dapat  dilakukan  seperti  pada  contoh  di  atas.
Hanya saja harus diperhatikan cara-cara mengoreksi setiap hasil sementaranya.
Contoh
Bilangan A dan B dalam bentuk BCD akan ditambahkan,
Bilangan A     =    01112    00112    10002
Bilangan B    =    01012    01002    10012
Simpanan     =    111    1111
Hasil Sementara  =    11002    10002           1 00012
Koreksi    =    01102    00002    01102
Simpanan    =    1
Hasil      =  12  00102    10002    01112
          110     210       810       710

Dari  contoh  di  atas,  koreksi  tidak  hanya  terjadi  pada  hasil  yang  berada  di  daerah
Pseudotetrades  saja.  Akan  tetapi  juga  terjadi  pada  tetrade  yang  menghasilkan  simpanan
walaupun tetrade tersebut tidak berada pada daerah Pseudotetrades.

B.  Pengurangan Bilangan dalam BCD
Pengurangan  bilangan  dalam  kode  BCD  dikerjakan  seperti  pengurangan  pada
bilangan  biner,yaitu  dilakukan  melalui  langkah  terbalik  penjumlahan  komplemen.
Komplemen  satu  dan  komplemendua  pada  pengurangan  bilangan  dalam  kode  BCD  ini
dinyatakan  dalam  komplemen  sembilan  dankompleman  sepuluh.  Komplemen  sembilan
dibentuk  melalui  perbedaan  nilai  terhadap  nilai  tertinggidan  bilangan  desimal  yaitu  910.
Sedangkan  komplemen  sepuluh  dibentuk  melalui  increment  dankomplemen  sembilan
sehingga dapat dituliskan,

Komplemen sepuluh    =  Komplemen Sembilan + 1
K (10 )         =  K ( 9 ) + 1


Contoh
Komplemen sembilan dan bilangan A = 0110 dalam bentuk BCD adalah,
Bilangan BCD tertinggi   = 10012
Bilangan A       = 01102
           ---------  -
K(9)dariA       = 00112

Contoh
Komplemen sepuluh dan Bilangan B = 0111 dalam bentuk BCD adalah,
Bilangan BCD tertinggi   =  10012
Bilangan B       =  01102
K(9) dari B       =  00102
K(10)dariB       = 00112

Bentuk komplemen untuk bilangan yang besar (mempunyai beberapa tempat) dalam
kode BCD dapat dilihat pada contoh di bawah ini.
Contoh
Dari  bilangan  A  =  0111  0100  100  =  74810  dalam  bentuk  BCD  akan  dibentuk  komplemen
Sembilan dan komplemen sepuluh,
Bilangan BCD tertinggi   =  10012  10012    10012
Bilangan A       =  01102  01002    10002
K(9) dari A       =  00102  01012    00012
K(10)dariA       =  00112  01012    00102

Contoh  di  atas  menunjukkan  bahwa  pembentukan  K(10)  dilakukan  dengan  cara
pembentukanK(9) pada setiap tempat terlebih dahulu dan terakhir baru di-increment untuk
mendapatkan K(10).
Proses  pengurangan  dapat  dilakukan  melalui  penambahan  dengan  komplemen
sepuluh  yangkemudian  hasilnya  masih  perlu  dikoreksi.  Jika  setelah  dikoreksi  masih
terdapat simpanan, makasimpanan tersebut tidak menunjukkan nilai bilangan tetapi hanya
menunjukkan  tanda  bilangan.  Simpanan  1  menunjukkan  tanda  +  (plus)  sedangkan
simpanan 0 (tanpa simpanan) menunjukkan tanda - (minus). Jika terdapat tanda - (minus),
maka hasilnya masih harus dilakukan komplemen sepuluh sekali lagi.

BAB IV

Arithmatic Logic Unit (ALU)

   Arithmatic Logical Unit (ALU), adalah salah satu bagian/komponen dalam sistem di dalam sistem komputer yang berfungsi melakukan operasi/perhitungan aritmatika dan logika (Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU bekerja besama-sama memori, di mana hasil dari perhitungan di dalam ALU di simpan ke dalam memori.

 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)    Rangkain Adder dengan menjumlahkan banyak bit disebut Paralel Adder

1. 1.    HALF ADDER

               Rangkaian Half Adder merupakan dasar penjumlahan bilangan Biner yang terdiri dari satu bit, oleh karena itu dinamai Penjumlah Tak Lengkap.

1. jika A = 0 dan B = 0 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0.
2. jika A = 0 dan B = 1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 1.
3. jika A = 1 dan B = 1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0
4. jika A = 1 dan B =1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0. dengan nilai pindahan cy(Carry Out) = 1

Dengan demikian, half adder memiliki 2 masukan ( A dan B ) dan dua keluaran (S dan Cy).

1. 2.    FULL ADDER

               Pada saat sekarang ini sebuah chip/IC dapat mempunyai beberapa ALU sekaligus yang memungkinkan untuk melakukan kalkulasi secara paralel. Salah satu chip ALU yang sederhana (terdiri dari 1 buah ALU) adalah IC 74LS382/HC382ALU (TTL). IC ini terdiri dari 20 kaki dan beroperasi dengan 4×2 pin data input (pinA dan pinB) dengan 4 pin keluaran (pinF).

              Arithmatic Logical Unit (ALU), fungsi unit ini adalah untuk melakukan suatu proses data yang berbentuk angka dan logika, seperti data matematika dan statistika. ALU terdiri dari register-register untuk menyimpan informasi.Tugas utama dari ALU adalah melakukan perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. Rangkaian pada ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan dinamakan deACE=”Verdana, sans-serif”>Sebuah Full Adder menjumlahkan dua bilangan yang telah dikonversikan menjadi bilangan-bilangan biner. Masing-masing bit pada posisi yang sama saling dijumlahkan. Full Adder sebagai penjumlah pada bit-bit selain yang terendah. Full Adder menjumlahkan dua bit input ditambah dengan nilai Carry-Out dari penjumlahan bit sebelumnya. Output dari Full Adder adalah hasil penjumlahan (Sum) dan bit kelebihannya (carry-out).

1. 3.    PARALEL  ADDER

               Rangkaian Parallel Adder adalah rangkaian penjumlah dari dua bilangan yang telah dikonversikan ke dalam bentuk biner. Anggap ada dua buah register A dan B, masing-masing register terdiri dari 4 bit biner : A3A2A1A0 dan B3B2B1B0.

               Rangkaian Parallel Adder terdiri dari Sebuah Half Adder (HA) pada Least Significant Bit (LSB) dari masing-masing input dan beberapa Full Adder pada bit-bit berikutnya. Prinsip kerja dari Parallel Adder adalah sebagai berikut : penjumlahan dilakukan mulai dari LSB-nya. Jika hasil penjumlahan adalah bilangan desimal “2” atau lebih, maka bit kelebihannya disimpan pada Cout, sedangkan bit di bawahnya akan dikeluarkan pada Σ. Begitu seterusnya menuju ke Most Significant Bit (MSB)nya.

               Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi sesuai dengan instruksi program yaitu operasi logika (logical operation). Operasi logika meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika.

•    Arithmatic Logical Unit (ALU):

            Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan%”> .

            Pada saat sekarang ini sebuah chip/IC dapat mempunyai beberapa ALU sekaligus yang memungkinkan untuk melakukan kalkulasi secara paralel. Salah satu chip ALU yang sederhana (terdiri dari 1 buah ALU) adalah IC 74LS382/HC382ALU (TTL). IC ini terdiri dari 20 kaki dan beroperasi dengan 4×2 pin data input (pinA dan pinB) dengan 4 pin keluaran (pinF).

            Arithmatic Logical Unit (ALU), fungsi unit ini adalah untuk melakukan suatu proses data yang berbentuk angka dan logika, seperti data matematika dan statistika. ALU terdiri dari register-register untuk menyimpan informasi.Tugas utama dari ALU adalah melakukan perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. Rangkaian pada ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan dinamakan de padanya.

            ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi dan tugas tersendiri. Fungsi-fungsi yang didefinisikan pada ALU adalah Add (penjumlahan), Addu (penjumlahan tidak bertanda), Sub (pengurangan), Subu(pengurangan tidak bertanda), and, or,xor, sll (shift left logical), srl (shift right logical), sra (shift right arithmetic), dan lain-lain.

            Arithmetic Logical Unit (ALU) merupakan unit penalaran secara logic. ALU ini 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. Perintah yang ada pada masing-masing CPU belum tentu sama, terutama CPU yang dibuat oleh pembuat yang berbeda, katakanlah misalnya perintah yang dilaksanakan oleh CPU buatan Intel belum tentu sama dengan CPU yang dibuat oleh Sun atau perusahaan pembuat mikroprosesor lainnya. Jika perintah yang dijalankan oleh suatu CPU dengan CPU lainnya adalah sama, maka pada level inilah suatu sistem dikatakan compatible. Sehingga sebuah program atau perangkat lunak atau software yang dibuat berdasarkan perintah yang ada pada Intel tidak akan bisa dijalankan untuk semua jenis prosesor,kecuali untuk prosesor yang compatible dengannya.

Transistor Transistor Logic

Transistor Transistor logic (TTL) adalah desain logika digital di mana transistor bipolar bertindak atas pulsa arus langsung. Banyak gerbang logika TTL dibuat ke dalam satu sirkuit terpadu (IC). TTL IC memiliki empat digit dimulai dengan 74 (74LS02, 74S00).

TTL menggunakan transistor dengan beberapa emiten di gerbang yang memiliki lebih dari satu input. TTL ditandai oleh kecepatan switching yang tinggi (dalam beberapa kasus diatas 125 MHz), dan kekebalan relatif terhadap noise.

Kelemahan Sirkuit - menarik arus lebih dari sirkuit yang setara menggunakan logika semikonduktor oksida logam (MOS). TTL arus rendah, tetapi permintaan berkurang dengan mengorbankan kecepatan operasi.

Tingkat Logika

TTL  tergantung pada 5V Logic Levels. Sirkuit dibangun dari transistor bipolar untuk mencapai switching dan mempertahankan status logika. Transistor pada dasarnya untuk switch yang dikontrol secara elektrik.

Input & Output Voltage Levels

 ➽ Tegangan output minimum TINGGI (VOH) adalah 2,7 V.

     Tegangan output dari perangkat bergerak ke TINGGI setidaknya 2,7 V.

 ➽ Tegangan input TINGGI minimum (VIH) adalah 2 V.

     Setiap tegangan minimal 2 V akan dibaca sebagai logika 1 (TINGGI)

 ➽ Bantalan 0,7 V antara output dari satu perangkat 

     dan masukan dari perangkat lain. Disebut sebagai Noise Margin.

 ➽ Tegangan output LOW maksimum (VOL) adalah 0,4 V. 

     Berarti perangkat mencoba mengirim logika 0 akan selalu di bawah 0,4 V. 

 ➽ Tegangan input LOW maksimum (VIL) adalah 0,8 V. 

     Setiap sinyal input yang berada di bawah 0,8 V 

     Masih dianggap sebagai logika 0 (RENDAH).

Digital Logic Voltage Levels

Antara nilai TINGGI dan RENDAH, terdapat "Tanah tak bertuan" (area biru di bawah) dan jika menerapkan tegangan sinyal, tidak tahu apakah gerbang logika akan meresponnya sebagai level "0" atau sebagai level "1", dan hasilnya akan menjadi tidak dapat diprediksi.

Kebisingan adalah tegangan acak dan tidak diinginkan yang diinduksi ke dalam sirkuit elektronik oleh gangguan eksternal, seperti 

 ➽ Switch terdekat

 ➽ Fluktuasi pasokan listrik

 ➽ Kabel dan konduktor

 ➽ Radiasi elektromagnetik lain yang nyasar.

Kemudian agar gerbang logika tidak dipengaruhi oleh kebisingan harus memiliki sejumlah batas kebisingan atau kekebalan kebisingan.

Noise Immunity

Klasifikasi 

Transistor Transistor Logic

Keluarga logika menggunakan transistor dengan beberapa emiten. Secara komersial dimulai dengan seri 74 seperti 7404, 74S86 dll. Tahun 1961 oleh James L Bui dan secara komersial digunakan dalam desain logika tahun 1963.

1. Open Collector Output

Transistor Q1 sebagai kelompok dioda yang ditempatkan kembali ke belakang. 

Dengan salah satu input pada logika rendah, junction basis emitor yang sesuai bias maju dan penurunan tegangan di dasar Q1 sekitar 0.9V, tidak cukup untuk transistor Q2 dan Q3 melakukan nya.

Jadi output mengambang atau Vcc, yaitu tingkat Tinggi. Ketika semua input tinggi, semua jeda emitor basis Q1 adalah reverse bias dan transistor Q2 dan Q3 mendapatkan arus basis yang cukup dan berada dalam mode saturasi. 

Output pada logika rendah. (Transistor menuju saturasi, arus kolektor harus lebih besar dari β kali arus basis).

2. Totem Pole Output

Penambahan rangkaian Pull-Up aktif dalam output Gerbang, menghasilkan pengurangan Delay Propagasi. Operasi logika sama dengan output kolektor terbuka. 

Penggunaan transistor Q4 dan diode adalah untuk menyediakan pengisian cepat dan pemakaian kapasitansi parasit di Q3. Resistor digunakan untuk menjaga arus keluaran ke nilai yang aman.

3. Three state Gate

➽ Keadaan tingkat RENDAH,
    Ketika transistor lebih rendah ON dan transistor atas OFF.

➽ Keadaan tingkat TINGGI,
    Ketika transistor lebih rendah OFF, dan transistor atas ON.

➽ Status ketiga,
    Ketika kedua transistor MATI.
    Memungkinkan koneksi kawat langsung dari banyak output.

Keluarga

Transistor Transistor Logic

Antara nilai TINGGI dan RENDAH terletak pada bentuk TTL adalah Transistor Transistor Logic. Keluarga logika yang terbangun

 ➽ Transistor NPN

 ➽ Dioda sambungan PN

 ➽ Resistor

Blok dasar logika (Gerbang NAND) dan terbagi :

Transistor Transistor Logic - Standar

Transistor Transistor Logic - Daya Rendah

Transistor Transistor Logic - Daya Tinggi

Transistor Transistor Logic - Schottky

Desain untuk mempercepat waktu operasi. Kecepatan yang ditawarkan oleh jenis TTL ini, dua kali kecepatan yang ditawarkan oleh TTL daya tinggi. Disipasi daya untuk kedua TTL sama dan tidak ada konsumsi daya tambahan.

Perbaikan dalam desain sirkuit untuk memperhitungkan penundaan propagasi, konsumsi, persyaratan fan-in dan fan-out dll, jenis teknologi transistor bipolar TTL ini membentuk dasar dari keluarga IC logika digital "74". Seperti

 ➽ "7400" Quad 2-input AND gate

 ➽ "7402" Quad 2-input OR.

(http://myelectronicnote.blogspot.com/2018/05/transistor-transistor-logic.html)

Sekian dan terimakasih

"Mohon maaf bila ada kesalahan dan mohon dimaklumi karna saya masih seorang pelajar"

Artikel Terkait

BAB III & BAB IV materi sistem komputer

4/ 5

Oleh Tanya

Tanya Oktober 24, 2019 Komentar