F I S I K A K O M P U T E R

.
Pendahuluan

Anda tentu telah mengenal kalkulator, game watch, laptop, jam digital dan integrated circuit (IC) semuanya merupakan dunia digital. Anda dapat melihat cash register pada tempat pembayaran di toko-toko dan supermarket yang menampilkan jumlah harga yang harus dibayar oleh konsumen di Kasir, Kalkulator kantong yang tipis dan mempunyai kemampuan operasi dan memori yang sangat luas serta komputer-komputer yang dihadirkan dengan akurat dengan kecepatan yang fantastik, untuk itulah semua orang yang bekerja dalam dunia elektronika di masa sekarang harus memahami rangkaian-rangkaian digital yang semakin berkembang pesat.

Rangkaian Analog

.

Rangkaian ini mempunyai pernyataan harga yang kontinyu dalam tingkatan input. Rangkaian analog lebih populer untuk menyatakan besaran alami yang berupa informasi tentang waktu, laju, kecepatan, berat, tekanan dan bentuk pengukuran lainnya yang pada dasarnya adalah analog.

Sinyal Periodik

Sebagai contoh dapat dilihat pada spidometer motor atau mobil, dimana jarum penunjuk akan bergerak naik saat kecepatan motor atau mobil melaju semakin kencang dan sebaliknya jarum bergerak ke arah 0 km/hour bila kecepatan motor atau mobil menjadi perlahan.

Rangkaian Digital

.

Rangkaian digital mempunyai pernyataan dalam bentuk diskrit yaitu hanya mempunyai dua macam harga 1 dan 0.

Sinyal Periodik

Sistem digital diperlukan ketika data harus disimpan, digunakan untuk perhitungan atau ditampilkan sebagai angka-angka atau catatan-catatan.

Keterbatasan rangkaian digital adalah :

• Sebagian besar, besaran alami yang paling sering adalah kejadian analog, sehingga perlu pengubah dari besaran analog ke kode digital.
• Proses analog biasanya lebih sederhana dan cepat.

Keuntungan menggunakan rangkaian digital adalah :

• Dengan menggunakan IC-IC digital, suatu rangkaian elektronika akan semakin efisien dan hanya membutuhkan komponen-komponen eksternal yang sedikit.
• Informasi dapat disimpan untuk periode pendek atau tidak tentu.
• Data dapat digunakan untuk periode pendek atau tidak tentu.
• Data dapat digunakan untuk perhitungan yang cepat.
• Sistem dapat didesain menjadi lebih mudah dengan menggunakan keluarga logika digital yang sesuai.
• Sistem dapat diprogram dan dapat menunjukkan beberapa kemampuan intelegensia.
  

SISTEM BILANGAN

.
Tahukah Anda semua kenyamanan, kemudahan, dan kecanggihan yang Anda rasakan dari perangkat komputer berawal dari gerbang-gerbang logika yang sederhana.

Bagaimana sebuah perangkat komputer dapat menghitung angka-angka rumit dengan sangat tepat? Bagaimana gambar muka Anda tiba-tiba bisa direkam ke dalam format digital yang tidak berwujud, tidak berbau, dan tidak terasa itu? Bagaimana Anda bisa mencetak dokumen-dokumen Anda pada kertas persis seperti yang Anda buat di Komputer? Bagaimana pesan yang Anda ketikan pada keyboard Anda bisa sampai di layar monitor penerima yang terpisah ribuan kilometer?

Wujud yang menggerakkan dan mengatur semua perangkat komputer tersebut yang tentu saja adalah pulsa-pulsa listrik. Pulsa-pulsa listrik tersebut kemudian dimodifikasi sedemikian rupa sehingga dapat berinteraksi dengan perangkat komputer dan akhirnya perangkat tersebut dapat berinteraksi dengan manusia penggunanya.

Pulsa listrik yang bisa berinteraksi dengan perangkat komputer tentunya tidaklah mudah untuk Anda dapatkan. Apalagi sinyal-sinyal tersebut nantinya bisa sampai diaplikasikan untuk berbagai keperluan. Untuk mewujudkan semua itu, tentu harus ada sebuah "bahasa" yang dapat dimainkan oleh pulsa-pulsa tersebut agar perangkat bisa mengenali apa yang diinginkan. Bahasa pulsa-pulsa listrik untuk aplikasi digital akhirnya tercipta, yaitu bahasa dalam bentuk bilangan biner.

Bilangan Biner

.
Bilangan Biner merupakan bilangan yang hanya terdiri dari dua angka saja, 0 (nol) dan 1 (satu).

Gambar Simbol Bilangan Biner

Kedua angka ini biasanya digunakan dengan cara dikombinasikan sedemikian rupa. Kombinasi tersebut jika dikonversikan ke dalam bilangan desimal, maka akan menjadi sebuah angka tertentu yang kemudian dapat di proses lebih lanjut.

Bilangan biner menjadi fondasi dan bahasa dari semua perangkat komputer dan digital di dunia ini.

Mengapa bilangan yang hanya terdiri dari dua angka saja bisa sedemikian hebatnya? Hal ini dikarenakan bilangan biner merupakan satu-satunya bilangan yang penggunaannya bisa diterapkan hingga ke level komponen listrik dan elektronik. Rangkaian angka 0 dan 1 yang berkombinasi dapat membuat perangkat komputer mengerti apa yang dikehendaki oleh manusia. Apa yang harus dilakukannya juga berdasarkan atas rangkaian angka-angka tersebut yang dikondisikan lagi menjadi berbagai keperluan. Disinilah dasarnya logika dan kepintaran perangkat komputer.

Bilangan Desimal

.
Sistem bilangan desimal adalah sistem bilangan yang menggunakan 10 macam angka dari 0, 1 sampai 9. Setelah angka 9, angka berikutnya adalah 1 0, 1 1, dan seterusnya (posisi di angka 9 diganti dengan angka 0, 1, 2, ...9 lagi, tetapi angka didepannya dinaikkan menjadi 1).

Sistem bilangan desimal sering dikenal sebagai sistem bilangan berbasis 10, karena tiap angka desimal menggunakan basis (radix) 10, seperti yang terlihat dalam contoh berikut:
angka desimal 123 = 1 x 10 pangkat 2 + 2 x 10 pangkat 1 + 3 x 10 pangkat 0

Sistem angka digital mempunyai jenis yang bermacam-macam. Untuk dapat mengerti operasi rangkaian-rangkaian digital, maka penting sekali mengetahui sistem angka yang dipakai pada rangkaian tersebut.

Gambar Simbol-simbol untuk Desimal dan Biner

Suatu sistem angka adalah kode yang menggunakan simbol-simbol untuk menunjukkan sistem angka tersebut. sistem angka desimal menggunakan simbol 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 dan 9 yang kesemuanya terdiri dari 10 simbol.

Bilangan Heksadesimal

.
Heksadesimal atau...

KONVERSI BILANGAN

Konversi Bilangan Biner ke Bilangan Desimal

Perubahan dari bilangan biner ke bilangan desimal dapat menggunakan bobot bilangan dalam bilangan desimal yang terdiri dari bobot satuan, puluhan, ratusan dan seterusnya.

Jumlah dari semua digit dikalikan dengan harga bobot pada tabel bilangan desimal.


Sehingga dari bilangan biner 01011 jika dikonversikan ke bilangan desimal menjadi :
= (0 x 24) + (1 x 23) + (0 x 22) + (1 x 21) + (1 x 20)
= 0 + 8 + 0 + 2 + 1
= 11

Konversi Bilangan Desimal Ke Bilangan Biner

Sedangkan untuk perubahan/konversi dari bilangan desimal ke bilangan biner dapat digunakan dengan metode double-double, yaitu suatu metode untuk mengubah bilangan desimal ke dalam bilangan biner dengan membagi secara terus menerus dengan bilangan 2, dan menuliskan hasil-hasil serta sisanya setiap dilakukan pembagian.

Angka-angka hasil tersebut ekivalen dengan bilangan biner yang dicari.
Sebagai contoh dapat dilihat bagan berikut :

13 desimal akan dikonversikan ke bilangan biner :



Simbol-Simbol DESIMAL, BINER dan HEKSADESIMAL

Konversi Bilangan Heksadesimal ke Bilangan Biner

Konversi bilangan heksadesimal ke biner dapat dilihat dari tabel, akan tetapi untuk nilai yang besar dapat digunakan suatu formula bahwa setiap 1 bilangan heksadesimal diwakili 4 bit bilangan biner, jika dicontohkan bilangan BF heksadesimal jika dikonversikan ke dalam bilangan biner menjadi :
BF = B = 11 (10) = 1011
= F = 15 (10) = 1111
BF = 10111111

Konversi Bilangan Biner ke Bilangan Heksadesimal

Untuk mengubah/mengkonversi dari bilangan heksadesimal dapat digunakan metode pengelompokkan, dengan mengingat bahwa masing-masing 1 bilangan heksadesimal terdiri dari 4 bit bilangan biner, maka pengelompokkan berdasarkan bahwa tiap-tiap 4 bit bilangan biner akan mewakili 1 bilangan heksadesimal. Pengelompokkan dimulai dari bagian terkecil dari bilangan biner sebanyak 4 bit.Untuk lebih jelas dapat dilihat contoh berikut :

1000111001₍₂₎ akan dikonversikan ke bilangan heksadesimal

10 0011 1001 ₍₂₎

2 3 9 = 2 3 9 ₍₁₆₎

Sehingga hasil dari konversi 1000111001 biner ke heksadesimal adalah : 239 heksadesimal.