Pertemuan 9 (Prinsip dasar digital, Gerbang Logika Dasar)

9.1 Prinsip Dasar Digital

Prinsip dasar digital adalah fondasi yang mendasari teknologi digital dan komunikasi digital. Prinsip-prinsip ini melibatkan konsep, komponen, dan teknik yang digunakan dalam pemrosesan, penyimpanan, dan transmisi informasi dalam bentuk digital. Berikut ini adalah beberapa prinsip dasar digital yang penting:

a. Sistem Bilangan Biner

Dasar utama dalam teknologi digital adalah sistem bilangan biner. Sistem ini menggunakan dua simbol, 0 dan 1, yang disebut bit (binary digit). Dalam sistem ini, setiap angka direpresentasikan dalam bentuk kombinasi 0 dan 1. Misalnya, angka desimal 5 dapat direpresentasikan sebagai 101 dalam sistem biner.

b. Logika Digital

Logika digital adalah dasar dari perangkat elektronik digital. Pada tingkat dasar, logika digital menggunakan gerbang logika (AND, OR, NOT) untuk melakukan operasi logika seperti penggabungan, penyaringan, dan transformasi sinyal-sinyal digital.

c. Pemrosesan Digital:

Pemrosesan digital adalah manipulasi dan pengolahan sinyal digital menggunakan algoritma dan perangkat keras khusus. Pemrosesan digital melibatkan operasi matematika, seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian, yang diimplementasikan dalam bentuk operasi logika digital.

d. Representasi Data

Dalam sistem digital, data direpresentasikan dalam bentuk diskrit menggunakan kombinasi dari bit. Data dapat direpresentasikan sebagai angka, teks, gambar, suara, atau format data lainnya. Representasi data yang benar dan efisien adalah kunci dalam sistem digital yang baik.

e. Pengkodean dan Dekode:

Pengkodean dan dekode digital adalah proses mengubah dan mengembalikan data dalam bentuk digital. Ini melibatkan representasi, pengiriman, dan pengolahan data dalam bentuk bit atau angka biner (0 dan 1). Berikut adalah penjelasan lebih rinci tentang pengkodean dan dekode digital:

Pengkodean digital:

1. Representasi data digital: Data analog, seperti suara, gambar, atau sinyal sensor, diubah menjadi bentuk digital menggunakan pengkodean. Proses ini melibatkan pemetaan nilai-nilai data analog ke dalam representasi biner dengan menggunakan teknik sampling dan kuantisasi.
2. Pengkodean kompresi: Pengkodean kompresi digital digunakan untuk mengurangi ukuran data digital dengan mengidentifikasi pola atau redundansi dalam data dan menghapusnya. Ini membantu mengurangi kebutuhan ruang penyimpanan atau bandwidth transmisi. Contoh teknik kompresi digital termasuk kompresi dengan kehilangan (misalnya, kompresi audio MP3) dan kompresi tanpa kehilangan (misalnya, kompresi file ZIP).
3. Pengkodean enkripsi: Pengkodean enkripsi digital melibatkan mengubah data digital menjadi bentuk yang tidak dapat dibaca atau dimengerti tanpa kunci enkripsi yang tepat. Tujuan utama pengkodean enkripsi adalah untuk melindungi kerahasiaan dan keamanan data saat penyimpanan atau transmisi.

Dekode digital:

1. Dekompresi data digital: Dekode data digital dilakukan setelah data dikompresi menggunakan teknik kompresi digital. Proses dekode ini mengembalikan data ke bentuk aslinya sebelum dikompresi dengan mengembalikan pola atau redundansi yang telah dihapus selama pengkodean kompresi.
2. Dekripsi data digital: Dekode data enkripsi digital melibatkan mengubah kembali data yang telah dienkripsi menjadi bentuk aslinya menggunakan kunci dekripsi yang tepat. Hanya penerima yang memiliki kunci dekripsi yang sesuai yang dapat membaca dan memahami data yang telah dienkripsi.

Pengkodean dan dekode digital merupakan langkah penting dalam pemrosesan, penyimpanan, dan transmisi data digital. Dengan pengkodean yang tepat, data dapat diwakili dengan efisien dan aman, sementara proses dekode memastikan bahwa data dapat dipulihkan ke bentuk aslinya untuk digunakan.

f. Komunikasi Digital:

Komunikasi digital melibatkan transmisi data digital antara perangkat atau sistem. Dalam komunikasi digital, data dikirim dalam bentuk pulsa-pulsa digital melalui saluran komunikasi, seperti kabel atau gelombang elektromagnetik. Prinsip-prinsip dasar yang terlibat dalam komunikasi digital meliputi modulasi, demodulasi, multiplexing, dan deteksi kesalahan.

g. Sistem Digital:

Sistem digital adalah kombinasi dari berbagai komponen digital yang saling berinteraksi untuk melakukan fungsi-fungsi tertentu. Komponen-komponen ini meliputi perangkat keras digital, perangkat lunak, dan algoritma-algoritma yang digunakan. Sistem digital dapat mencakup berbagai aplikasi, seperti komputer, telekomunikasi, perangkat mobile, dan lain sebagainya.

h. Keamanan Digital:

Keamanan digital adalah prinsip-prinsip dan teknik-teknik yang digunakan untuk melindungi data digital dari akses yang tidak sah, kerusakan, atau perubahan. Keamanan digital meliputi enkripsi data, autentikasi pengguna, dan perlindungan terhadap serangan siber.

Pemahaman prinsip dasar digital sangat penting untuk memahami dan mengembangkan teknologi digital serta aplikasinya dalam berbagai bidang seperti komputer, telekomunikasi, sistem kontrol, dan banyak lagi.

9.2 Gerbang Logika Dasar

Gerbang logika dasar adalah komponen elektronik yang digunakan untuk melakukan operasi logika dasar dalam sistem digital. Ada beberapa gerbang logika dasar yang umum digunakan, yaitu:

1. Gerbang NOT (NOT Gate): Gerbang NOT memiliki satu input dan satu output. Output dari gerbang NOT akan selalu berlawanan dengan inputnya. Jika inputnya adalah 0, maka outputnya akan menjadi 1, dan sebaliknya.
2. Gerbang AND (AND Gate): Gerbang AND memiliki dua input dan satu output. Output dari gerbang AND akan menjadi 1 hanya jika kedua inputnya juga 1. Jika salah satu atau kedua inputnya adalah 0, maka outputnya akan menjadi 0.
3. Gerbang OR (OR Gate): Gerbang OR juga memiliki dua input dan satu output. Output dari gerbang OR akan menjadi 1 jika salah satu atau kedua inputnya adalah 1. Hanya jika kedua inputnya adalah 0, maka outputnya akan menjadi 0.
4. Gerbang XOR (XOR Gate): Gerbang XOR memiliki dua input dan satu output. Output dari gerbang XOR akan menjadi 1 jika hanya satu inputnya adalah 1, sedangkan jika kedua inputnya sama (keduanya 0 atau keduanya 1), maka outputnya akan menjadi 0.
5. Gerbang NAND (NAND Gate): Gerbang NAND merupakan kebalikan dari gerbang AND diikuti oleh gerbang NOT. Jadi, output dari gerbang NAND akan menjadi 0 jika kedua inputnya adalah 1, dan menjadi 1 untuk semua kondisi input lainnya.
6. Gerbang NOR (NOR Gate): Gerbang NOR merupakan kebalikan dari gerbang OR diikuti oleh gerbang NOT. Output dari gerbang NOR akan menjadi 1 hanya jika kedua inputnya adalah 0, dan menjadi 0 untuk semua kondisi input lainnya.
7. Gerbang XNOR (XNOR Gate): Gerbang XNOR merupakan kebalikan dari gerbang XOR diikuti oleh gerbang NOT. Jadi, output dari gerbang XNOR akan menjadi 1 jika kedua inputnya sama (keduanya 0 atau keduanya 1), dan menjadi 0 jika inputnya berbeda.

Gerbang logika dasar ini membentuk dasar dari desain sirkuit digital yang lebih kompleks dan digunakan untuk membangun logika dan fungsi lebih lanjut dalam sistem digital.