Sistem Digital - Pertemuan 1

Halo Hola teman-teman semuanya! kembali lagi di Flixpage!

Di sini, Flix bakal ngobrol santai soal dunia sistem digital lewat empat topik utama: mulai dari pengertian dasar sistem digital, sistem bilangan beserta jenis-jenisnya, sampai dengan rahasia di balik gerbang logika dan macam-macamnya. Yuk, kita jelajahi bareng-bareng bagaimana teknologi digital bekerja dan bikin hidup kita makin canggih!

1. PENGERTIAN SISTEM DIGITAL
   

   Sebelum kita memasuki apa itu sistem digital pertama kita harus tau dulu apa arti dari digital itu sendiri. Istilah yang sering kita dengar, bukan? Tapi, pernahkah kamu bertanya-tanya apa sebenarnya arti digital menurut para ahli? Yuk, kita gali bersama!
   Menurut Amanda Lenhart, ilmuwan riset senior di Pew Research Center, digital merujuk pada teknologi yang menggunakan sinyal atau angka untuk mentransmisikan data. Bayangkan, setiap data yang kamu kirim lewat smartphone atau komputer sebenarnya berupa deretan angka dan sinyal. Menarik, kan. Nah, David L. Rogers, pakar pemasaran digital dari Columbia University, melihat digital sebagai evolusi dari interaksi kita dengan teknologi komputer. Menurutnya, era digital membuka peluang baru bagi perusahaan untuk terhubung secara langsung dan personal dengan konsumen. Coba bayangkan interaksi yang begitu dekat dan real-time, yang mengubah cara kita berkomunikasi!
   Tak ketinggalan, Eric Qualman, penulis dan motivator terkenal, mengatakan bahwa digital adalah kekuatan yang mengubah cara kita berpikir, bekerja, dan berinteraksi. Bagi Qualman, digital bukan hanya alat atau teknologi semata, tapi sudah menjadi gaya hidup yang mengubah dunia secara mendasar. Wah, digital memang sudah merambah ke setiap aspek kehidupan kita, ya?
   Dari berbagai pandangan ini, kita bisa menyimpulkan bahwa digital bukan sekadar teknologi. Melainkan, ia adalah paradigma baru yang mengubah cara kita berpikir dan berinteraksi dalam era informasi yang terus berkembang.
   Kemudian kita lanjut pengertian sistem digital itu sendiri, pada dasarnya sistem digital yaitu suatu sistem yang menangani sinyal tinggi (High) dan sinyal rendah (low) atau 1 dan 0 atau On dan Off.
   Sistem Digital adalah suatu sistem yang berfungsi untuk mengukur suatu nilai yang bersifat tetap atau tidak teratur dalam bentuk diskrip berupa digit-digit atau angka-angka yang bersifat elektronika, sistem elektronika yang setiap penyusunnya melakukan pengolahan sinyal diskrit. rangkaian Sistem digital adalah suatu sistem yang terdiri dari komponen-komponen elektronika dan gerbang-gerbang logika yang diproses secara biner oleh bilangan biner yaitu bilangan 0 (Nol) dan bilangan 1 (satu), serta bilangan-bilangan 0 dan 1 tersebut merupakan dasar angka-angka digital mulai dari 0 sampai dengan 9. Sistem Digital dapat didefinisikan sebagai suatu himpunan benda atau bagian-bagian yang bekerja bersama-sama atau terhubung sedemikian rupa sehingga membentuk suatu keseluruhan.

   
   
2. PENGERTIAN SISTEM BILANGAN
   

   Sistem bilangan komputer (Number system) adalah suatu cara untuk menentukan bagaimana suatu bilangan dapat diwakili menggunakan simbol yang telah disepakati (standar). Fungsi sistem bilangan pada komputer, awal mulanya adalah suatu bentuk konversi yang digunakan untuk menyatakan tegangan fisik (voltase) ke data, saat terjadi perubahan tegangan yang sesuai, maka output dapat diprediksi. Tujuan sistem bilangan komputer diciptakan untuk mengubah data analog berupa voltase ke digital yang berupa sinyal 0 dan 1 yang identik dengan sistem bilangan biner. Pengetahuan Sistem Bilangan merupakan pengetahuan dasar yang wajib dipelajari, karena pada semua rangkaian digital atau perangkat digital yang dirancang menggunakan konsep sistem bilangan. Sistem Bilangan dalam elektronika digital digunakan untuk mewakili informasi yang akan diolah ataupun pemrosesan hingga hasil olahannya. Sebelum mempelajari lebih dalam tentang sistem digital pertama pasti kita akan mempelajari yang namanya Sistem Bilangan. Sistem bilangan memiliki 4 macam yaitu Desimal, Biner, Oktal, , HexaDesimal.

   
   
   
3. JENIS SISTEM BILANGAN
   Bilangan komputer ada empat jenis, yaitu bilangan desimal, biner, oktal dan heksadesimal.
   Yuk, kita bahas bersama satu persatu!
   
   A. Bilangan Desimal
   
   

   Bilangan desimal merupakan sebuah sistim bilangan yang berbasis sepuluh dan memiliki 10 simbol yang berbeda yaitu (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9). Sistem Bilangan Desimal 11 merupakan sistim bilangan yang biasa dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari. Digit atau angka-angka yang terletak di sebelah kiri koma desimal disebut dengan bilangan bulat sedangkan digit atau angka yang terletak di sebelah kanan titik desimal disebut dengan bilangan pecahan. Perlu diketahui bahwa Indonesia menggunakan koma untuk menunjukan separator (pemisah) antara bilangan bulat dengan bilangan pecahan sedangkan negara-negara lainnya menggunakan tanda titik sebagai separator pecahannya. Di sistem bilangan desimal ini, digit atau angka yang berada di posisi berturut-turut disebelah kiri koma desimal memiliki bobot 100, 101, 102, 103, 104 dan seterusnya. Sedangkan digit atau angka yang berada di posisi berturut-turut disebelah kanan koma desimal memiliki bobot 10-1, 10-2, 10-3, 10-4 dan seterusnya. Artinya, setiap posisi digit yang ditempati memiliki bobot masing-masing dengan pangkat bilangan yang berbasis 10.

   
   B. Bilangan Biner
   
   

   Gottfried Wilhelm Leibniz pada abad ke-17 menemukan Sistem bilangan biner modern, yang mana Sistem Bilangan Biner merupakan suatu sistim bilangan yang berbasis dua dan hanya mempunyai 2 buah simbol yaitu 0 dan 1. Sistem bilangan Biner digunakan oleh semua rangkaian elektronika yang bersistem digital. Sistem bilangan ini merupakan dasar dari semua sistem bilangan berbasis digital. Dalam penulisan biasanya ditulis seperti berikut 1010012, 10012, 10112. 20, Di sistem bilangan Biner ini, setiap angka atau digit memiliki bobot 21, 22, 23, 24 dan seterusnya. 

   
   C. Bilangan Oktal
   
   

   Bilangan oktal adalah sebuah sistem bilangan berbasis delapan angka. Simbol yang digunakan pada sistem bilangan ini adalah 0,1,2,3,4,5,6,7.
   Bilangan biner adalah dasar semua bilangan digital yang dapat terbaca oleh sistem komputer. Walau begitu, bilangan oktal tetap diperlukan sebagai alternatif lain.
   Fungsi bilangan oktal adalah memudahkan programer membuat program sebelum menerapkannya ke dalam mesin. Bilangan oktal membantu programmer, sehingga tidak perlu menuliskan deretan bilangan biner yang rumit.
   Salah satu contoh penerapan bilangan oktal dalam komputasi yakni guna mengetahui common properties pada arsip atau file HTML sebuah server.
   Bilangan oktal ini awalnya diciptakan oleh Suku Yuki, yaitu salah satu suku Indian atau Amerika Asli yang bermukim di California. Beberapa suku di Meksiko juga menghitung menggunakan jarak antar jari yang menjadi cikal bilangan oktal ini.

   
   D. Bilangan Hexadesimal
   
   

   Bilangan Hexadesimal berasal dari suku kata yaitu “Hexa” yang artinya “enam” dan decimal yang artinya 10. Jadi HexaDesimal adalah suatu bilangan yang menggunakan basis 16. Bilangan Hexadesimal terdiri dari 16 angka (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F).
   Pada sistem hexa desimal, A=10, B=11, C=12, D=13, E=14 dan F=15. 
   Bilangan heksadesimal sering digunakan untuk memberi kode warna di dunia komputer. Misalnya warna putih akan diberi kode warna #FFFFFF sedangkan warna warna hitam akan diberi kode warna #000000.
   Format bilangan heksadesimal biasanya digunakan untuk merepresentasikan sebagian besar kode kesalahan dan nilai lain di dalam komputer.
   Para programer kerap menggunakan angka heksadesimal karena nilainya lebih pendek daripada jika ditampilkan dalam format desimal dan juga jauh lebih pendek daripada dalam biner yang hanya menggunakan 0 dan 1.
   Sebagai contoh, nilai heksadesimal F4240 sama dengan angka 1.000.000 dalam desimal dan 1111 0100 0010 0100 0000 dalam biner.
   Jadi, nilai angka heksadesimal dapat lebih pendek jika dibandingkan angka desimal dan angka biner.

   
   
4. PENGERTIAN GERBANG LOGIKA
   

   Gerbang logika adalah suatu rangkaian switching yang sederhana untuk menentukan apakah pulse input dapat melewati outpt dalam rangkaian digital. Gerbang logika digunakan untuk melakukan operasi logika pada input biner tunggal atau ganda dan memberikan satu output biner.

   Gerbang logika merupakan suatu blok bangunan sirkuit digital yang menjalankan banyak operasi logis yang dibutuhkan oleh sirkuit digital, yang dapat mengambil dua atau lebih masukan atau input tetapi hanya menghasilkan satu keluaran atau output. Campuran input yang diterapkan pada gerbang logika akan menentukan output-nya. Gerbang logika sendiri menggunakan aljabar Boolean yang mengeksekusi proses logika. Aljabar Boolean adalah jenis aljabar logis di mana simbol mewakili tingkat logika. Pada saat tertentu, setiap terminal berada dalam salah satu dari dua kondisi biner, salah atau benar. 0 mewakili kondisi yang salah sementara 1 mewakili kondisi benar. Tergantung pada jenis gerbang logika yang digunakan dan kombinasi input, output biner akan berbeda. Gerbang logika dapat dianggap seperti sebuah sakelar lampu, dimana satu posisi output-nya mati, yaitu 0 dan di posisi lain menyala, yaitu 1.

   
   

   Gerbang logika atau logic gates adalah proses pengolahan input bilangan biner dengan teori matematika boolean. Seperti yang kita ketahui, bilangan biner sendiri terdiri dari angka 1 dan 0. Gerbang logika ini direpresentasikan menggunakan tabel kebenaran. Jika memiliki nilai benar (true) akan ditunjukan dengan angka “1”. Sebaliknya, jika memiliki nilai salah (false) akan ditunjukan dengan angka “0”. 
   
   Input dan Output pada gerbang logika hanya memiliki 2 level. Kedua level tersebut pada umumnya dapat dilambangkan dengan :
   1. HIGH (tinggi) dan LOW (rendah)
   2. TRUE (benar) dan FALSE (salah)
   3. ON (Hidup) dan OFF (Mati)
   4. 1 dan 0 
   

   
   
5. JENIS-JENIS GERBANG LOGIKA
   

   Gerbang logika merupakan gerbang digital yang memungkinkan dalam transfer data. Gerbang logika menggunakan logika untuk menentukan lulus atau tidaknya suatu signal. Selain itu, gerbang logika berguna untuk mengatur aliran informasi berdasarkan seperangkat aturan. Secara umum, gerbang logika dapat dikelompokkan menjadi Gerbang Logika Dasar, Gerbang Logika Universal, dan Gerbang Logika Eksklusif.

   
   A. Gerbang Logika Dasar
   Gerbang logika dasar adalah jenis gerbang logika utama. Gerbang logika ini menjadi dasar dari beberapa jenis gerbang logika lainnya. Adapun yang termasuk dalam gerbang logika dasar :
   
   1. AND
   

   Gerbang logika AND adalah gerbang logika yang mempunyai dua atau lebih lebih sinyal masukan dan mempunyai satu sinyal keluaran. Pada gerbang logika AND, Keluaran akan tinggi jika semua masukannya tinggi, jika semua masukannya rendah, maka keluarannya rendah. Contoh Gerbang logika ini yaitu IC 7208.

   
   

   

   
   
   

   Gerbang logika bisa diaktifkan atau tidak, dapat dilihat berdasarkan tabel kebenaran di atas, Bahwa setiap masukan berupa angka 0 berarti gerbang logika AND tidak bisa diaktifkan. Gerbang logika bisa aktif jika masukan sama-sama angka “1”. Jika masukan angka “0” dan “0”, gerbang logika AND tidak bisa diaktifkan dan jika masukan berupa angka “1” dan “0”, gerbang logika tidak bisa diaktifkan juga. Jadi dapat disimpulkan bahwa Gerbang AND akan aktif jika semua masukannya “1”.

    
   2. OR
   

   Gerbang logika OR adalah gerbang logika yang mempunyai dua atau lebih lebih sinyal masukan dan mempunyai satu sinyal keluaran. Pada gerbang logika OR, Keluaran akan tinggi jika masukannya ada yang tinggi, jika semua masukannya rendah, maka keluarannya rendah. Contoh Gerbang logika ini yaitu IC 7432.

   

   
   

   
   

   
   

   Gerbang logika bisa diaktifkan atau tidak, dapat dilihat berdasarkan tabel kebenaran di atas, Bahwa setiap masukan berupa angka 1 berarti gerbang logika OR bisa diaktifkan. Gerbang logika bisa aktif jika masukan berupa angka “1”. Jika masukan angka “0” dan “0”, gerbang logika OR tidak bisa diaktifkan dan jika masukan berupa angka “1” dan “0”, gerbang logika bisa diaktifkan juga. Jadi dapat disimpulkan bahwa Gerbang OR akan aktif jika masukanya ada berupa angka “1”.

    
   3. NOT
   

   Gerbang logika NOT atau Inverter. Adalah gerbang logika yang membalik logika sebelumnya. atau pembalik keadaan logika, maka gerbang logika ini dinamakan gerbang logika NOT. Contoh Gerbang logika NOT terdapat pada IC 7404.

   

   
   

   
   

   
   

   Gerbang logika NOT mempunyai masukan berjumlah satu. Sedangkan keluaran yang ada di gerbang logika NOT hanya satu juga. Setiap gerbang logika NOT akan menghasilkan keluaran yang berbanding terbalik. Misalnya, jika masukan berlogika tinggi, maka keluaran akan rendah, begitu pun sebaliknya. Menggambarkan bahwa masukan berupa angka “0” akan menghasilkan keluaran berupa angka “1” dan jika masukan berupa angka “1” akan menghasilkan keluaran angka “0”. Berdasarkan dari tabel kebenaran di atas, maka dapat dikatakan bahwa gerbang logika NOT cara pengoperasiannya terbalik.   

   
   B. Gerbang Logika Universal
   Untuk menyelesaikan proses logika tertentu, gerbang universal dibuat dengan menggabungkan dua atau lebih gerbang dasar. Gerbang logika universal terdiri dari:
   
   1. NAND
   

   Gerbang logika NAND adalah gabungan dari gerbang logika NOT dan gerbang logika AND. Dari kedua gabungan logika itu, maka dapat dibaca menjadi NOT AND atau bisa disingkat menjadi NAND. Gerbang logika NAND adalah gerbang logika yang mempunyai dua atau lebih lebih sinyal masukan dan mempunyai satu sinyal keluaran. Gerbang logika NAND keluarannya merupakan kebalikan dari keluaran gerbang logika AND. Contoh Gerbang logika NAND dapat ditemukan pada komponen elektronika IC 7400.

   

   
   

   
   

   
   

   Keterangan : Tabel kebenaran gerbang logika NAND menjelaskan bahwa masukan berupa angka “1” dengan angka “1” akan menghasilkan keluaran angka “0”. Sedangkan masukan angka “0” dengan angka “0” akan menghasilkan keluaran angka “1”. Dari tabel kebenaran gerbang logika NAND di atas dapat dikatakan bahwa setiap hasil keluaran merupakan kebalikan dari hasil keluaran gerbang logika AND. Oleh karena itu, gerbang logika NAND bisa dikatakan sebagai keluaran dari gerbang logika AND yang dibalik.  

   
   2. NOR
   

   Gerbang logika NOR adalah gabungan dari gerbang logika NOT dan gerbang logika OR. Gerbang logika NOR adalah gerbang logika yang mempunyai dua atau lebih lebih sinyal masukan dan mempunyai satu sinyal keluaran, Gerbang logika NOR keluarannya merupakan kebalikan dari gerbang logika OR. Contoh Gerbang logika NOR pada komponen listrik IC 7436.

   

   
   

   
   

   
   Keterangan : Gerbang logika bisa diaktifkan atau tidak, dapat dilihat berdasarkan tabel kebenaran di atas, Bahwa setiap masukan berupa angka 1 berarti gerbang logika NOR tidak bisa diaktifkan. Gerbang logika bisa aktif jika masukan berupa semua angka “0”. Jika masukan angka “1” dan “1”, gerbang logika NOR tidak bisa diaktifkan dan jika masukan berupa angka “1” dan “0”, gerbang logika tidak bisa diaktifkan juga. Jadi dapat disimpulkan bahwa Gerbang NOR akan aktif jika masukanya semua berupa angka “O”. Dari tabel kebenaran gerbang logika NOR di atas dapat dikatakan bahwa setiap hasil keluaran merupakan kebalikan dari hasil keluaran gerbang logika OR. Oleh karena itu, gerbang logika NOR bisa dikatakan sebagai keluaran dari gerbang logika OR yang dibalik.
   
   C. Gerbang Logika Eksklusif
   Gerbang logika eksklusif merupakan jenis pengembangan dari gerbang logika universal yang sifatnya eksklusif terhadap input. Gerbang logika eksklusif terdiri dari:
   
   1. XOR (Ekslusif OR)
   

   Gerbang logika XOR adalah gerbang logika yang mempunyai dua atau lebih sinyal masukan dan mempunyai satu sinyal keluaran, Gerbang logika XOR akan mengeluarkan logika rendah jika kedua masukan memiliki karakteristik yang sama dan akan mengeluarkan logika tinggi jika kedua masukan memiliki karakteristik yang berbeda. Contoh Gerbang XOR dapat ditemukan IC 7486.

   

   
   

   
   

   
   Gerbang logika XOR akan mengeluarkan logika rendah jika masukan memiliki karakteristik yang sama dan akan 34 mengeluarkan logika tinggi jika masukan memiliki karakteristik yang berbeda. 
   
   2. XNOR (Ekslusif NOR)
   

   Gerbang logika XNOR adalah gerbang logika yang mempunyai dua atau lebih sinyal masukan dan mempunyai satu sinyal keluaran, Gerbang logika XOR akan mengeluarkan logika tinggi jika kedua masukan memiliki karakteristik yang sama dan akan mengeluarkan logika rendah jika kedua masukan memiliki karakteristik yang berbeda. Contoh Gerbang logika XNOR terdapat pada IC 7266.

   

   
   

   
   

   
   

   Gerbang logika XNOR akan mengeluarkan logika yang tinggi jika masukannya memiliki karakteristik yang sama, dan akan mengeluarkan logika rendah jika masukan memiliki karakteristik yang berbeda. 

   
   

   
   

   Adapun cara mudah untuk membedakan masing-masing gerbang logika adalah sebagai berikut :
   1. Gerbang AND : Jika kedua input HIGH maka outputnya HIGH

   2. Gerbang OR : Jika salah satu atau kedua input HIGH, maka outputnya HIGH

   3. Gerbang NOR : Jika kedua inputnya LOW, maka outputnya HIGH

   4. Gerbang NAND : Jika salah satu atau kedua input OFF, maka outputnya HIGH. Atau kebalikan dari gerbang AND

   5. Gerbang XOR : Jika salah satu input HIGH, maka outputnya HIGH. Dan jika kedua input sama, maka outputnya LOW

   6. Gerbang XNOR : Jika hanya satu input HIGH, maka outputnya LOW. Dan jika kedua input sama, maka outputnya HIGH. Kebalikan dari gerbang XOR. 

   
   Referensi:
   SISTEM DIGITAL · Repository Universitas Muhammadiyah Bengkulu
   Mengenal Sistem Bilangan Komputer: Desimal, Biner, Oktal dan Heksa Desimal
   
   Tulis di kolom komentar pendapat kalian tentang topik ini! Jangan lupa share kalau menurut kalian bermanfaat. Sampai jumpa di artikel selanjutnya, tetap semangat berbagi dan belajar! 🚀
   
   Salam, Akbar Maulana.