Mengapa Biner Digunakan dalam Elektronik dan Komputer? – Sistem penomoran biner adalah dasar untuk penyimpanan, transfer dan manipulasi data dalam sistem komputer dan perangkat elektronik digital.
Mengapa Biner Digunakan dalam Elektronik dan Komputer?
binaryjs – Sistem ini menggunakan basis 2 daripada basis 10, yang biasa kita kenal untuk berhitung dalam kehidupan sehari-hari. Pada akhir artikel yang mudah dipahami ini, Anda akan memahami mengapa biner digunakan di komputer dan elektronik.Sistem bilangan desimal, basis 10 atau denary sudah kita kenal dalam kehidupan sehari-hari. Ini menggunakan 10 simbol atau angka . Jadi Anda menghitung 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 .
Baca Juga : Definisi Pengkodean Biner Komputer
tetapi tidak ada angka untuk nomor berikutnya, nilai integer kita artikan sebagai “sepuluh”. Sepuluh karena itu diwakili oleh dua digit: angka 1 diikuti oleh 0 atau “10”, yang sebenarnya berarti “satu sepuluh dan tidak ada satuan”.
Demikian pula, seratus diwakili oleh tiga digit: 1, 0 dan 0; yaitu, seratus, tidak ada puluhan dan tidak ada satuan”.Pada dasarnya angka diwakili oleh serangkaian angka dalam satuan, puluhan, ratusan, ribuan tempat dll. Misalnya, 134 berarti seratus, tiga puluhan dan empat unit. Sistem desimal mungkin muncul karena kita memiliki 10 jari di tangan kita, yang dapat digunakan untuk menghitung.
Apa Itu Biner dan Bagaimana Cara Kerjanya?
Sistem biner yang digunakan oleh komputer didasarkan pada dua angka: 0 dan 1. Jadi Anda menghitung 0, 1, tetapi tidak ada angka untuk 2. Jadi 2 diwakili oleh 10 atau “satu 2 dan tidak ada satuan”. Dengan cara yang sama bahwa ada satuan, puluhan, ratusan, ribuan tempat dalam sistem desimal, dalam sistem biner ada satuan, dua, empat, delapan, enam belas tempat dll dalam sistem biner. Jadi persamaan biner dan desimalnya adalah sebagai berikut:
- 00000000 = 0
- 0000001 = 1
- 00000010 = 2
- 00000011 = 3
- 00000100 = 4
- 00000101 = 5
- 00000110 = 6
- 00000111 = 7 (dan seterusnya)
Bagaimana Biner Digunakan di Komputer Digital dan Perangkat Elektronik?
Angka dapat dikodekan dalam format biner dan disimpan menggunakan sakelar. Teknologi digital yang menggunakan sistem ini dapat berupa komputer, kalkulator, kotak dekoder TV digital, telepon seluler, alarm pencuri, jam tangan, dll. Nilai disimpan dalam format biner dalam memori, yang pada dasarnya adalah sekumpulan sakelar hidup/mati elektronik.
Bayangkan jika Anda memiliki bank 8 rocker switch seperti pada gambar di bawah ini. Setiap sakelar dapat mewakili 1 atau 0 tergantung pada apakah sakelar itu dihidupkan atau dimatikan. Jadi, Anda memikirkan sebuah angka dan mengatur sakelar hidup atau mati untuk “menyimpan” nilai biner dari angka ini.
Jika orang lain kemudian melihat sakelar, mereka dapat “membaca” nomor tersebut. Di komputer, sakelar diimplementasikan menggunakan transistor. Konfigurasi memori terkecil adalah bit, yang dapat diimplementasikan dengan satu sakelar. Jika 8 sakelar ditambahkan bersama, Anda mendapatkan satu byte.
Perangkat keras digital dapat mengatur sakelar hidup dan mati (yaitu menulis data) dan juga membaca status sakelar. Pada gambar konseptual di bawah ini, ada 8 sakelar dan 2 pangkat 8 = 256 permutasiatau pengaturan tergantung pada apakah sakelar hidup atau mati. Jika on mewakili 1 dan mati mewakili 0, grup sakelar dapat mewakili salah satu dari nilai berikut.
- 00000000 0 desimal
- 0000001 1 desimal
- 00000010 2 desimal
- 00000011 3 desimal
- 00000100 4 desimal
- 11111110 254 desimal
- 11111111 255 desimal
Dalam perangkat elektronik atau komputer, karena mikro-miniaturisasi, miliaran sakelar dapat dimasukkan ke sirkuit terpadu (IC), yang berpotensi memungkinkan penyimpanan dan manipulasi sejumlah besar informasi.
Mewakili Nilai Non-Integer dalam Sistem Komputer
Bilangan bulat dapat disimpan dan diproses secara langsung sebagai ekuivalen binernya dalam sistem komputer; Namun, ini tidak terjadi dengan data lain. Sebuah mesin seperti komputer, kamera digital, pemindai dll tidak dapat secara langsung menyimpan desimal, non-numerik (teks, gambar, video) atau data pengukuran analog dari dunia nyata secara langsung. Jenis data ini bisa berupa:
- Nama atau alamat orang
- Suhu diukur di dalam ruangan
- Gambar dari kamera digital atau pemindai.
- audio
- Video
- Angka desimal
Mewakili Data dalam Format Titik Mengambang
Bilangan desimal direpresentasikan dalam sistem komputer menggunakan sistem yang dikenal sebagai floating point. Angka desimal dapat direpresentasikan secara kira-kira, hingga tingkat akurasi tertentu dengan bilangan bulat yang signifikan dan dikalikan dengan basis, dipangkatkan dengan pangkat eksponen bilangan bulat.
Pemrosesan dan Penyimpanan Data Analog
Level tegangan dari sensor suhu adalah sinyal analog dan harus diubah menjadi bilangan biner oleh perangkat yang disebut analog to digital converter (ADC). Perangkat ini dapat memiliki berbagai resolusi dan untuk konverter 16 bit, level sinyal diwakili oleh angka dari 0 hingga 2 16 = 65535. ADC juga digunakan dalam pemindai gambar, kamera digital, dan pada peralatan elektronik yang digunakan untuk merekam suara dan video. untuk mengubah sinyal analog dunia nyata menjadi data yang dapat disimpan dalam memori. Gambar yang dibuat dalam paket gambar juga disimpan sebagai piksel individual dan satu byte data digunakan untuk tingkat intensitas merah, hijau, dan biru setiap piksel.
Encoding Data Teks sebagai ASCII
Nama, alamat atau teks lain yang dimasukkan ke dalam komputer tidak dapat disimpan langsung di memori komputer. Sebaliknya teks dipecah menjadi huruf individu, angka dan karakter non alfanumerik lainnya (misalnya, &*£$# dll) dan sistem pengkodean yang disebut ASCII mewakili setiap karakter dengan angka dari 0 hingga 127. Data ini kemudian disimpan dalam format biner sebagai satu atau lebih byte dalam memori, setiap byte terdiri dari bit individu, dan setiap bit diimplementasikan menggunakan transistor.
Apa itu Kode Mesin dan Bahasa Majelis?
Tidak hanya nilai atau data yang disimpan dalam memori, tetapi juga instruksi yang memberi tahu mikroprosesor apa yang harus dilakukan. Instruksi ini disebut kode mesin. Ketika sebuah program perangkat lunak ditulis dalam bahasa tingkat tinggi seperti BASIC, Java atau “C”, program lain yang disebut kompiler memecah program menjadi satu set instruksi dasar yang disebut kode mesin.
Setiap nomor kode mesin memiliki fungsi unik yang dipahami oleh mikroprosesor. Pada level rendah ini, instruksi adalah fungsi aritmatika dasar seperti menambah, mengurangi, dan mengalikan yang melibatkan isi lokasi memori dan register (sel yang dapat menjalankan operasi aritmatika di dalamnya). Seorang programmer juga dapat menulis kode dalam bahasa assembly.
Aljabar Boolean, yang dikembangkan oleh matematikawan Inggris George Boole pada abad ke-19, adalah cabang matematika yang berurusan dengan variabel yang hanya dapat memiliki satu dari dua keadaan, benar atau salah .. Pada tahun 1930-an, karya Boole ditemukan oleh matematikawan dan insinyur Claude Shannon, yang menyadari bahwa itu dapat digunakan untuk menyederhanakan desain sirkuit switching telepon.
Sirkuit ini awalnya menggunakan relai yang dapat hidup atau mati, dan keadaan keluaran yang diinginkan dari sistem, tergantung pada kombinasi keadaan masukan, dapat dijelaskan dengan ekspresi aljabar Boolean. Aturan aljabar Boolean kemudian dapat digunakan untuk menyederhanakan ekspresi, menghasilkan pengurangan jumlah relai yang diperlukan untuk mengimplementasikan rangkaian switching. Akhirnya aljabar Boolean diterapkan pada desain sirkuit elektronik digital seperti yang akan kita lihat di bawah.
Gerbang Logika Digital: DAN, ATAU dan TIDAK
Keadaan digital, yaitu tinggi/rendah atau 1/0 dapat disimpan dalam sel satu bit di memori, tetapi bagaimana jika data tersebut harus diproses? Elemen pemrosesan paling dasar dalam rangkaian elektronik digital atau komputer adalah gerbang . Sebuah gerbang mengambil satu atau lebih sinyal digital dan menghasilkan keluaran.
Ada tiga jenis gerbang: AND, OR dan NOT (INVERT). Dalam bentuknya yang paling sederhana, kelompok gerbang kecil tersedia pada satu IC. Namun, fungsi logika kombinasional yang kompleks dapat diimplementasikan menggunakan Programmable Logic Array (PLA) dan perangkat yang lebih canggih seperti mikroprosesor yang terdiri dari jutaan gerbang dan sel penyimpanan memori.
- Untuk gerbang AND, output bernilai true atau high hanya jika kedua input bernilai true.
- Untuk gerbang OR, outputnya tinggi jika salah satu atau kedua inputnya benar.
- Untuk gerbang NOT atau inverter, keluarannya berlawanan dengan keadaan masukannya.
Ekspresi aljabar Boolean dapat digunakan untuk menyatakan seperti apa sinyal keluaran dari suatu rangkaian, tergantung pada kombinasi masukan. Operasi utama dalam aljabar Boolean adalah dan , atau dan tidak . Selama proses desain, nilai output yang diperlukan untuk semua berbagai permutasi status input dapat ditabulasikan dalam tabel kebenaran.
Nilai ‘1’ pada tabel kebenaran berarti input/output benar atau tinggi. Nilai ‘0’ berarti input/output salah atau rendah. Setelah tabel kebenaran dibuat, ekspresi Boolean dapat ditulis untuk output, disederhanakan dan diimplementasikan menggunakan kumpulan gerbang logika.
