Teknik Komunikasi Data Digital

Sinkronisasi :

• Adalah satu kunci kerja dari komunikasi data.

• Transmiter mengirimkan pesan 1 bit pada satu saat melalui medium ke receiver.

• Receiver harus menandai awal dan akhir blok dari bit, juga harus diketahui durasi untuk masing-masing bit sehingga dapat sample lajur dari timing untuk membaca masing-masing bit (merupakan tugas dari timming).

• Contoh : jika ada perbedaan misalkan 1 % (clock receiver 1% lebih lambat atau lebih cepat daripada clock transmitter), maka pada pensamplingan pertama akan meleset dari tengah bit dan setelah jumlah waktu tertentu, akan mengalami error.

Sinkronisasi :

Asynchronous

Untuk mencegah problem timming dengan tidak mengirim aliran bit panjang yang tidak putus-putusnya. Bit-bit dikirim per-karakter pada setiap waktu yang mana masing-masing karakter mempunyai panjang 5-8 bit. Timing atau synchronisasi harus dipertahankan antara tiap karakter; receiver mempunyai kesempatan untuk men-synchron-kan awal dari tiap karakter baru.

Synchronous / timing

• Efisien, karena blok-blok karakter / bit-bit ditransmisikan tanpa kode start dan stop, tetapi tiap blok blok dimulai dengan suatu pola preamble bit dan diakhiri dengan pola postamble bit. Pola-pola ini adalah kontrol informasi.

• Waktu kedatangan dan keberangkatan untuk masing-masing bit dapat diramalkan.

• Frame adalah data plus kontrol informasi. Format framenya tergantung dari metode transmisi, yaitu

• Transmisi orientasi karakter

• Blok-blok data dikerjakan sebagai barisan karakter (biasanya 8 bit karakter), frame dimulai dengan 1 atau lebih karakter sinkronisasi. Karakter sinkronisasi biasanya disebut dengan “SYN” yang merupakan bit pattern unik sinyal yang diterima penerima permulaan dari blok.

• Penerima kemudian merubah blok-blok data yang datang oleh karakter SYN dan menerima data sampai karakter postamble (informasi yang terletak pada bagian belakang blok data yang dikirimkan) terlihat dan begitu seterusnya

• Transmisi bit.

• Blok-blok data dikerjakan sebagai barisan bit-bit, tidak ada data maupun informasi kontrol diperlukan untuk menginter-prestasikan dalam satuan karakter 8 bit

• Pada awal terdapat flag, begitu juga pada akhir yang panjangnya 8 bit yang berguna sebagai awal dan akhir untuk penerima

Perbandingan asinkron dan sinkron

• Untuk blok-blok data yang cukup besar, transmisi sinkronisasi jauh lebih efisien daripada asinkron. Transmisi asinkron memerlukan overhead 20 % atau lebih.

• Bila menggunakan transmisi sinkron biasanya lebih kecil dari 1000 bit, yang mengandung 48 bit kontrol informasi (termasuk flag), maka untuk pesan 1000 bit, overheadnya adalah 48 / 1048 X 100% = 4.6%

Urutan pengerjaan sinkronisasi yaitu :

1. Sinkronisasi bit

Ditandai awal & akhir untuk masing-masing bit

2. Sinkronisasi karakter / kata

Ditandai awal dan akhir untuk masing-masing karakter / satuan kecil lainnya dari data

3. Sinkronisasi blok / pesan

Ditandai awal dan akhir dari satuan besar data. Dan untuk pesan yang besar, dibagi-bagi menjadi beberapa blok kemudian baru dikirimkan pengurutan blok-blok yang telah dibagi tersebut adalah tugas dari timming. Sedangkan pengaturan level sinyal adalah tugas dari sintax dan untuk melihat arti dari pesan adalah tugas dari semantik.

Deteksi error dengan Redundansi, yaitu data tambahan yang tidak ada hubungannya dengan isi informasi yang dikirimkan, berupa bit pariti. Berfungsi menunjukkan ada tidaknya kesalahan data. Yaitu dengan mendeteksi dan mengoreksi kesalahan yang terjadi. Makin banyak redundansi makin baik deteksi errornya. Akibatnya makin rendah troughput dari data yang berguna.

Troughput adalah perbandingan antara data yang berguna dengan data keseluruhan. Banyaknya tambahan pada redundansi sampai 100% dari jumlah bit data.

Teknik mendeteksi error :

Teknik deteksi error menggunakan error-detecting-code, yaitu tambahan bit yang ditambah oleh transmitter. Dihitung sebagai suatu fungsi dari transmisi bit-bit lain. Pada receiver dilakukan perhitungan yang sama dan membandingkan kedua hasil tersebut, dan bila tidak cocok maka berarti terjadi deteksi error. Dan Apabila sebuah frame ditransmisikan ada 3 kemungkinan klas yang dapat didefinisikan pada penerima, yaitu :

1. Klas 1 (P₁) : Sebuah frame datang dengan tidak ada bit error (jadi tidak berarti dalam mendeteksi error, karena nggak ada error!)

2. Klas 2 (P₂) : Sebuah frame datang dengan 1 atau lebih bit error yang tidak terdeteksi

3. Klas 3 (P₃) : Sebuah frame datang dengan 1 atau lebih bit error yang terdeteksi dan tidak ada bit error yang tidak terdeteksi. (nggak berarti juga, semua error udah terdeteksi)

Ada dua pendekatan untuk deteksi kesalahan :

1. Forward Error Control

Dimana setiap karakter yang ditransmisikan atau frame berisi informasi tambahan (redundant) sehingga bila penerima tidak hanya dapat mendeteksi dimana error terjadi, tetapi juga menjelaskan dimana aliran bit yang diterima error.

2. Feedback (backward) Error Control

Dimana setiap karakter atau frame memilki informasi yang cukup untuk memperbolehkan penerima mendeteksi bila menemukan kesalahan tetapi tidak lokasinya. Sebuah transmisi kontro digunakan untuk meminta pengiriman ulang, menyalin informasi yang dikirimkan.

Feedback error control dibagi menjadi 2 bagian, yaitu :

1. Teknik yang digunakan untuk deteksi kesalahan

2. Kontrol algoritma yang telah disediakan untuk mengontrol transmisi ulang.

Metode Deteksi Kesalahan :

1. Echo

Metode sederhana dengan sistem interaktif. Operator memasukkan data melalui terminal dan mengirimkan ke komputer. Komputer akan menampilkan kembali ke terminal, sehingga dapat memeriksa apakah data yang dikirimkan dengan benar.

2. Error Otomatis / Parity Check

Penambahan parity bit untuk akhir masing-masing kata dalam frame. Tetapi problem dari parity bit adalah impulse noise yang cukup panjang merusak lebih dari satu bit, pada data rate yang tinggi.

Jenis Parity Check :

1. Even parity (paritas genap), digunakan untuk transmisi asynchronous. Bit parity ditambahkan supaya banyaknya ‘1’ untuk tiap karakter / data adalah genap

2. Odd parity (paritas ganjil), digunakan untuk transmisi synchronous. Bit parity

Flip-Flop

History

The first electronic flip-flop was invented in 1918 by William Eccles and F. W. Jordan.^[1][2] It was initially called the Eccles–Jordan trigger circuit and consisted of two active elements (radio-tubes). The name flip-flop was later derived from the sound produced on a speaker connected to one of the back coupled amplifiers outputs during the trigger process within the circuit (as such, it may be considered a case of onomatopoeia).^{[citation needed]} This original electronic flip-flop—a simple two-input bistable circuit without any dedicated clock (or even gate) signal, was transparent, and thus a device that would be labeled as a "latch" in many circles today.

Implementation

Flip-flops can be either simple (transparent) or clocked. Simple flip-flops can be built around a pair of cross-coupled inverting elements: vacuum tubes, bipolar transistors, field effect transistors, inverters, and inverting logic gates have all been used in practical circuits — perhaps augmented by some gating mechanism (an enable/disable input). The more advanced clocked (or non-transparent) devices are specially designed for synchronous (time-discrete) systems; such devices therefore ignore its inputs except at the transition of a dedicated clock signal (known as clocking, pulsing, or strobing). This causes the flip-flop to either change or retain its output signal based upon the values of the input signals at the transition. Some flip-flops change output on the rising edge of the clock, others on the falling edge.

Clocked flip-flops are typically implemented as master-slave devices^[3] where two basic flip-flops (plus some additional logic) collaborate to make it insensitive to spikes and noise between the short clock transitions; they nevertheless also often include asynchronous clear or set inputs which may be used to change the current output independent of the clock.

Flip-flops can be further divided into types that have found common applicability in both asynchronous and clocked sequential systems: the SR ("set-reset"), D ("data" or "delay"^[4]), T ("toggle"), and JK types are the common ones; all of which may be synthesized from (most) other types by a few logic gates. The behavior of a particular type can be described by what is termed the characteristic equation, which derives the "next" (i.e., after the next clock pulse) output, Q_next, in terms of the input signal(s) and/or the current output, Q. next

sumber: http://en.wikipedia.org/wiki/Flip-flop_(electronics)

Karnaugh Map

Why Do You Need To Know About Karnaugh Maps?

Karnaugh Maps are used for many small design problems. It's true that many larger designs are done using computer implementations of different algorithms. However designs with a small number of variables occur frequently in interface problems and that makes learning Karnaugh Maps worthwhile. In addition, if you study Karnaugh Maps you will gain a great deal of insight into digital logic circuits.

In this section we'll examine some Karnaugh Maps for three and four variables. As we use them be particularly tuned in to how they are really being used to simplify Boolean functions.

The goals for this lesson include the following.

Boolean function described by a truth table or logic function,

1. Draw the Karnaugh Mapfor the function.
2. Use the information from a Karnaugh Map to determine the smallest sum-of-products function.

sumber:http://www.facstaff.bucknell.edu/mastascu/eLessonsHTML/Logic/Logic3.html

ALJABAR BOOLEAN

Aljabar Boolean merupakan bagian dari matematika yang telah banyak dipergunakan dalam rangkaian digital dan komputer. Setiap keluaran dari suatu atau kombinasi beberapa buah gerbang dapat digunakan dalam suatu rangkaian logika yang disebut ungkapan Boole. Aljabar Boole mempunyai notasi sebagai berikut :
1. Fungsi NOT dinyatakan dengan notasi garis atas (Over line) pada masukanya, sehingga gerbang NOT dengan masukan A dapat ditulis :
Y = A ( NOT A)
2. Fungsi OR dinyatakan dengan simbol plus (+), sehingga gerbang OR dengan masukan A dan B dapat ditulis :
Y = A + B atau Y = B + A
3. Fungsi AND dinyatakan dengan notasi titik (. ; dot), sehingga gerbang AND dinyatakan dengan :
Y = A• B atau Y = B • A
Misalkan diketahui suatu persamaan :
Y = A • B + A• B + B •C
Ekspresi Boolean merupakan suatu cara yang baik untuk menggambarkan bagaimana suatu rangkaian logika beroperasi. Tabel kebenaran merupakan metode lain yang tepat untuk menggambarkan bagaimana suatu rangkaian logika bekerja. Dari suatu tabel kebenaran dapat diubah ke dalam ekpresi Boolean dapat dibuat tabel kebenaranya.

sumber: http://library.usu.ac.id

GERBANG LOGIKA

Gerbang logika merupakan dasar pembentukan sistem digital. Gerbang logika beroperasi dengan bilangan biner, sehingga disebut juga gerbang logika biner. Tegangan yang digunakan dalam gerbang logika adalah TINGGI atau RENDAH. Tegangan tinggi berarti 1, sedangkan tegangan rendah berarti 0.
1. Gerbang AND

Gerbang AND digunakan untuk menghasilkan logika 1 jika semua masukan mempunyai logika 1, jika tidak maka akan dihasilkan logika 0.

2. Gerbang NAND (Not AND)
Gerbang NAND akan mempunyai keluaran 0 bila semua masukan pada logika 1. sebaliknya jika ada sebuah logika 0 pada sembarang masukan pada gerbang NAND, maka keluaran akan bernilai 1.
3. Gerbang OR
Gerbang OR akan memberikan keluaran 1 jika salah satu dari masukannya pada keadaan 1. jika diinginkan keluaran bernilai 0, maka semua masukan harus dalam keadaan 0.
4. Gerbang NOR
Gerbang NOR akan memberikan keluaran 0 jika salah satu dari masukannya pada keadaan 1. jika diinginkan keluaran bernilai 1, maka semua masukannya harus dalam keadaan 0.
5. Gerbang XOR
Gerbang XOR (dari kata exclusive OR) akan memberikan keluaran 1 jika masukan-masukannya
mempunyai keadaan yang berbeda.
6. Gerbang NOT
Gerbang NOT adalah gerbang yang mempunyai sebuah input dan sebuah output. Gerbang NOT berfungsi sebagai pembalik (inverter), sehingga output dari gerbang ini merupakan kebalikan dari inputnya.

sumber: http://www.daneprairie.com

KOMPUTER DIGITAL

Pengelompokan dan Klasifikasi Komputer

Komputer Berdasarkan Data yang Diolah Komputer Analog Komputer ini merupakan komputer yang digunakan untuk menerima sinyal analog, biasanya digunakan untuk melakukan pengecekan untuk data yang tidak berbentuk angka, karena data yang didapatkan adalah data yang bersifat gelombang. Komputer ini biasanya digunakan untuk mempresentasikan suatu keadaan. Sebagai contoh, komputer ini digunakan untuk melakukan pengecekan suhu, penghitung aliran BBM pada SPBU, mengukur kekuatan cahaya, dan lain-lain. Komputer ini banyak digunakan untuk kegiatan ilmiah. Komputer Digital Komputer ini merupakan komputer yang kebanyakan yang kita kenal. Data yang diterimanya adalah data yang sudah berupa data digital. Sedangkan fungsinya digunakan untuk mengolah data yang bersifat kuantitatif dalam bentuk angka, huruf, tanda baca dan lain-lain. Komputer Hybrid Merupakan komputer yang memiliki kemampuan dari komputer analog dan komputer digital. Komputer jenis ini diperuntukkan untuk pengolahan data yang sifatnya baik kuantitatif maupun kualitatif, dengan perkataan lain data kuantitatif yang diolah menghasilkan data kualitatifnya dan sebaliknya. Komputer Berdasarkan Penggunaanya Special Purpose Computer Special purpose computer berarti komputer untuk keperluan khusus. Komputer ini dirancang hanya untuk menyelesaikan suatu masalah tertentu. Perangkat yang ada pada komputer ini, baik komponen input, output, pemroses serta softwarenya telah dirancang untuk keperluan tersebut. Biasanya software yang mengendalikan proses sudah berada langsung pada sistem. Contoh dari Special Purpose Computer ini adalah komputer yang digunakan untuk kasir pada supermarket. General Purpose Computer Merupakan komputer yang dibuat untuk keperluan secara umum, sehingga komputer tersebut dapat digunakan untuk mengerjakan berbagai macam pekerjaan sesuai dengan kemampuan dan usernya. Personal Computer merupakan salah satu contoh dari kategori ini. Sumber: http://smkn1-bontang.com/artikel/komp3.php