際際滷

際際滷Share a Scribd company logo
Aljabar Boolean


     Misalkan terdapat
      - Dua operator biner: + dan 
      - Sebuah operator uner: .
      - B : himpunan yang didefinisikan pada opeartor +, , dan 
      - 0 dan 1 adalah dua elemen yang berbeda dari B.


      Tupel
            (B, +, , )
      disebut aljabar Boolean jika untuk setiap a, b, c  B berlaku
      aksioma-aksioma atau postulat Huntington berikut:

      1. Closure:          (i) a + b  B
                           (ii) a  b  B

      2. Identitas:        (i) a + 0 = a
                           (ii) a  1 = a

      3. Komutatif:        (i) a + b = b + a
                           (ii) a  b = b . a

      4. Distributif:      (i) a  (b + c) = (a  b) + (a  c)
                           (ii) a + (b  c) = (a + b)  (a + c)

      5. Komplemen1: (i) a + a = 1
                     (ii) a  a = 0




1




                                                                    1
 Untuk mempunyai                sebuah   aljabar   Boolean,    harus
       diperlihatkan:
         1.   Elemen-elemen himpunan B,
         2. Kaidah operasi untuk operator biner dan operator uner,
         3. Memenuhi postulat Huntington.


Aljabar Boolean Dua-Nilai
Aljabar Boolean dua-nilai:
     - B = {0, 1}
     - operator biner, + dan 
     - operator uner, 
     - Kaidah untuk operator biner dan operator uner:


     a        b   ab             a   b    a+b             a    a
     0        0    0              0   0     0              0    1
     0        1    0              0   1     1              1    0
     1        0    0              1   0     1
     1        1    1              1   1     1

Cek apakah memenuhi postulat Huntington:
1.   Closure : jelas berlaku
2. Identitas: jelas berlaku karena dari tabel dapat kita lihat bahwa:
         (i) 0 + 1 = 1 + 0 = 1
         (ii) 1  0 = 0  1 = 0
3. Komutatif: jelas berlaku dengan melihat simetri tabel operator
   biner.




                                                                         2
4.    Distributif: (i) a  (b + c) = (a  b) + (a  c) dapat ditunjukkan
     benar dari tabel operator biner di atas dengan membentuk tabel
     kebenaran:

          b c b+c       a  (b + c)   ab     ac      (a  b) + (a  c)
      a
      0   0   0   0         0          0        0             0
      0   0   1   1         0          0        0             0
      0   1   0   1         0          0        0             0
      0   1   1   1         0          0        0             0
      1   0   0   0         0          0        0             0
      1   0   1   1         1          0        1             1
      1   1   0   1         1          1        0             1
      1   1   1   1         1          1        1             1


     (ii) Hukum distributif a + (b  c) = (a + b)  (a + c) dapat
     ditunjukkan benar dengan membuat tabel kebenaran dengan
     cara yang sama seperti (i).


5. Komplemen: jelas berlaku karena Tabel 7.3 memperlihatkan
   bahwa:
       (i) a + a = 1, karena 0 + 0= 0 + 1 = 1 dan 1 + 1= 1 + 0 = 1
       (ii) a  a = 0, karena 0  0= 0  1 = 0 dan 1  1 = 1  0 = 0

Karena kelima postulat Huntington dipenuhi, maka terbukti bahwa
B = {0, 1} bersama-sama dengan operator biner + dan  operator
komplemen  merupakan aljabar Boolean.




                                                                           3
Ekspresi Boolean
     Misalkan (B, +, , ) adalah sebuah aljabar Boolean. Suatu
      ekspresi Boolean dalam (B, +, , ) adalah:
      (i) setiap elemen di dalam B,
      (ii) setiap peubah,
      (iii) jika e1 dan e2 adalah ekspresi Boolean, maka e1 + e2, e1 
            e2, e1 adalah ekspresi Boolean

Contoh:
           0
           1
           a
           b
           c
           a+b
           ab
           a (b + c)
           a  b + a  b  c + b, dan sebagainya


Mengevaluasi Ekspresi Boolean
     Contoh: a (b + c)

      jika a = 0, b = 1, dan c = 0, maka hasil evaluasi ekspresi:

           0 (1 + 0) = 1  1 = 1

     Dua ekspresi Boolean dikatakan ekivalen (dilambangkan
      dengan =) jika keduanya mempunyai nilai yang sama untuk
      setiap pemberian nilai-nilai kepada n peubah.
      Contoh:
            a  (b + c) = (a . b) + (a  c)


                                                                     4
Contoh. Perlihatkan bahwa a + ab = a + b .
Penyelesaian:

  a    b     a        ab      a + ab     a+b
  0    0     1          0          0         0
  0    1     1          1          1         1
  1    0     0          0          1         1
  1    1     0          0          1         1

     Perjanjian: tanda titik () dapat dihilangkan dari penulisan
      ekspresi Boolean, kecuali jika ada penekanan:
           (i)         a(b + c) = ab + ac
           (ii)        a + bc = (a + b) (a + c)
           (iii)       a  0 , bukan a0

Prinsip Dualitas

     Misalkan S adalah kesamaan (identity) di dalam aljabar
      Boolean yang melibatkan operator +, , dan komplemen,
      maka jika pernyataan S* diperoleh dengan cara mengganti
                  dengan   +
           +       dengan   
           0       dengan   1
           1       dengan   0
      dan membiarkan operator komplemen tetap apa adanya,
      maka kesamaan S* juga benar. S* disebut sebagai dual dari
      S.

Contoh.
    (i) (a  1)(0 + a) = 0 dualnya (a + 0) + (1  a) = 1
    (ii) a(a + b) = ab     dualnya a + ab = a + b


                                                                 5
Hukum-hukum Aljabar Boolean
1. Hukum identitas:               2. Hukum idempoten:
   (i) a + 0 = a                     (i) a + a = a
   (ii) a  1 = a                    (ii) a  a = a

3. Hukum komplemen:               4. Hukum dominansi:
   (i) a + a = 1                    (i) a  0 = 0
   (ii) aa = 0                      (ii) a + 1 = 1

5. Hukum involusi:                6. Hukum penyerapan:
   (i) (a) = a                     (i) a + ab = a
                                     (ii) a(a + b) = a

7. Hukum komutatif:               8. Hukum asosiatif:
   (i) a + b = b + a                 (i) a + (b + c) = (a + b) + c
   (ii) ab = ba                      (ii) a (b c) = (a b) c

9. Hukum distributif:              10.       Hukum De Morgan:
   (i) a + (b c) = (a + b) (a + c)    (i) (a + b) = ab
   (ii) a (b + c) = a b + a c         (ii) (ab) = a + b

11.Hukum 0/1
    (i) 0 = 1
    (ii) 1 = 0


Contoh 7.3. Buktikan (i) a + ab = a + b dan (ii) a(a + b) = ab
Penyelesaian:
     (i) a + ab       = (a + ab) + ab         (Penyerapan)
                 = a + (ab + ab)         (Asosiatif)
                 = a + (a + a)b          (Distributif)
                 =a+1b                   (Komplemen)
                 =a+b                     (Identitas)
     (ii) adalah dual dari (i)

                                                                     6
Fungsi Boolean
     Fungsi Boolean (disebut juga fungsi biner) adalah pemetaan
      dari Bn ke B melalui ekspresi Boolean, kita menuliskannya
      sebagai
            f : Bn  B
      yang dalam hal ini Bn adalah himpunan yang beranggotakan
      pasangan terurut ganda-n (ordered n-tuple) di dalam daerah
      asal B.


   Setiap ekspresi Boolean tidak lain merupakan fungsi
    Boolean.
   Misalkan sebuah fungsi Boolean adalah


         f(x, y, z) = xyz + xy + yz


      Fungsi f memetakan nilai-nilai pasangan terurut ganda-3
      (x, y, z) ke himpunan {0, 1}.
      Contohnya, (1, 0, 1) yang berarti x = 1, y = 0, dan z = 1
      sehingga f(1, 0, 1) = 1  0  1 + 1  0 + 0 1 = 0 + 0 + 1 = 1 .


Contoh. Contoh-contoh fungsi Boolean yang lain:
1. f(x) = x
2. f(x, y) = xy + xy+ y
3. f(x, y) = x y
4. f(x, y) = (x + y)
5. f(x, y, z) = xyz




                                                                           7
   Setiap peubah di dalam fungsi Boolean, termasuk dalam
      bentuk komplemennya, disebut literal.

      Contoh: Fungsi h(x, y, z) = xyz pada contoh di atas terdiri
      dari 3 buah literal, yaitu x, y, dan z.


Contoh. Diketahui fungsi Booelan f(x, y, z) = xy z, nyatakan h
dalam tabel kebenaran.
Penyelesaian:

        x   y   z       f(x, y, z) = xy z
        0   0   0                0
        0   0   1                0
        0   1   0                0
        0   1   1                0
        1   0   0                0
        1   0   1                0
        1   1   0                1
        1   1   1                0


Komplemen Fungsi
1. Cara pertama: menggunakan hukum De Morgan
   Hukum De Morgan untuk dua buah peubah, x1 dan x2, adalah

Contoh. Misalkan f(x, y, z) = x(yz + yz), maka
        f (x, y, z) = (x(yz + yz))
                  = x + (yz + yz)
                  = x + (yz) (yz)
                        = x + (y + z) (y + z)




                                                                 8
2. Cara kedua: menggunakan prinsip dualitas.
   Tentukan dual dari ekspresi Boolean yang merepresentasikan f,
   lalu komplemenkan setiap literal di dalam dual tersebut.

Contoh. Misalkan f(x, y, z) = x(yz + yz), maka
      dual dari f:                       x + (y + z) (y + z)

      komplemenkan tiap literalnya:                x + (y + z) (y + z) = f 

      Jadi, f (x, y, z) = x + (y + z)(y + z)



Bentuk Kanonik

   Jadi, ada dua macam bentuk kanonik:
    1. Penjumlahan dari hasil kali (sum-of-product atau SOP)
    2. Perkalian dari hasil jumlah (product-of-sum atau POS)


Contoh: 1. f(x, y, z) = xyz + xyz + xyz  SOP
             Setiap suku (term) disebut minterm


         2. g(x, y, z) = (x + y + z)(x + y + z)(x + y + z)
                         (x + y + z)(x + y + z)  POS


            Setiap suku (term) disebut maxterm

     Setiap minterm/maxterm mengandung literal lengkap




                  Minterm                     Maxterm

                                                                              9
x   y       Suku        Lambang    Suku     Lambang
  0   0       xy          m0       x+y        M0
  0   1        xy          m1      x + y      M1
  1   0        xy          m2      x + y      M2
  1   1        xy           m3      x + y     M3

                    Minterm         Maxterm
  x   y   z    Suku Lambang     Suku     Lambang
  0   0   0    xyz     m0 x+y+z          M0
  0   0   1    xyz      m1 x + y + z     M1
  0   1   0    xy z     m2  x + y+z      M2
  0   1   1    xy z      m3 x + y+z      M3
  1   0   0    x yz     m4 x+ y + z      M4
  1   0   1    x yz      m5 x+ y + z     M5
  1   1   0    x y z     m6 x+ y+ z      M6
  1   1   1    xyz        m7 x+ y+ z     M7

Contoh 7.10. Nyatakan tabel kebenaran di bawah ini dalam bentuk
kanonik SOP dan POS.

  Tabel 7.10
  x y z         f(x, y,
                  z)
   0 0 0           0
   0 0 1           1
   0 1 0           0
   0 1 1           0
   1 0 0           1
   1 0 1           0
   1 1 0           0
   1 1 1           1
Penyelesaian:

                                                             10
(a) SOP
  Kombinasi nilai-nilai peubah yang menghasilkan nilai fungsi
  sama dengan 1 adalah 001, 100, dan 111, maka fungsi
  Booleannya dalam bentuk kanonik SOP adalah

          f(x, y, z) = xyz + xyz + xyz

  atau (dengan menggunakan lambang minterm),

          f(x, y, z) = m1 + m4 + m7 =  (1, 4, 7)

  (b) POS
  Kombinasi nilai-nilai peubah yang menghasilkan nilai fungsi
  sama dengan 0 adalah 000, 010, 011, 101, dan 110, maka
  fungsi Booleannya dalam bentuk kanonik POS adalah

           f(x, y, z) = (x + y + z)(x + y+ z)(x + y+ z)
                         (x+ y + z)(x+ y+ z)

      atau dalam bentuk lain,

          f(x, y, z) = M0 M2 M3 M5 M6 = (0, 2, 3, 5, 6)


Contoh 7.11. Nyatakan fungsi Boolean f(x, y, z) = x + yz dalam
bentuk kanonik SOP dan POS.
Penyelesaian:
  (a) SOP
       x = x(y + y)
         = xy + xy
         = xy (z + z) + xy(z + z)
         = xyz + xyz + xyz + xyz




                                                             11
yz = yz (x + x)
           = xyz + xyz

       Jadi f(x, y, z) = x + yz
                         = xyz + xyz + xyz + xyz + xyz + xyz
                         = xyz + xyz + xyz + xyz + xyz

      atau f(x, y, z) = m1 + m4 + m5 + m6 + m7 = 裡 (1,4,5,6,7)

  (b) POS
    f(x, y, z) = x + yz
               = (x + y)(x + z)

    x + y = x + y + zz
           = (x + y + z)(x + y + z)

    x + z = x + z + yy
         = (x + y + z)(x + y + z)

    Jadi, f(x, y, z) = (x + y + z)(x + y + z)(x + y + z)(x + y + z)
                 = (x + y + z)(x + y + z)(x + y + z)

    atau f(x, y, z) = M0M2M3 = (0, 2, 3)




Konversi Antar Bentuk Kanonik


                                                                          12
Misalkan
     f(x, y, z)   = 裡 (1, 4, 5, 6, 7)

dan f adalah fungsi komplemen dari f,

      f (x, y, z) = 裡 (0, 2, 3) = m0+ m2 + m3

Dengan menggunakan hukum De Morgan, kita dapat memperoleh
fungsi f dalam bentuk POS:

        f (x, y, z) = (f (x, y, z)) = (m0 + m2 + m3)
                     = m0 . m2 . m3
                     = (xyz) (xy z) (xy z)
                     = (x + y + z) (x + y + z) (x + y + z)
                     = M0 M2 M3
                     =  (0,2,3)

Jadi, f(x, y, z) = 裡 (1, 4, 5, 6, 7) =  (0,2,3).

Kesimpulan: mj = Mj


Contoh. Nyatakan
     f(x, y, z)=  (0, 2, 4, 5) dan
    g(w, x, y, z) = 裡(1, 2, 5, 6, 10, 15)

dalam bentuk SOP.
Penyelesaian:
     f(x, y, z) = 裡 (1, 3, 6, 7)

      g(w, x, y, z)=  (0, 3, 4, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14)
Contoh. Carilah bentuk kanonik SOP dan POS dari f(x, y, z) = y +
xy + xyz


                                                                13
Penyelesaian:
(a) SOP
     f(x, y, z) = y + xy + xyz
               = y (x + x) (z + z) + xy (z + z) + xyz
               = (xy + xy) (z + z) + xyz + xyz + xyz
               = xyz + xyz + xyz + xyz + xyz + xyz + xyz

     atau f(x, y, z) = m0+ m1 + m2+ m4+ m5+ m6+ m7

(b) POS
     f(x, y, z) = M3 = x + y + z




Bentuk Baku
Contohnya,

      f(x, y, z) = y + xy + xyz          (bentuk baku SOP

     f(x, y, z) = x(y + z)(x + y + z)   (bentuk baku POS)




                     Aplikasi Aljabar Boolean



                                                                      14
1. Jaringan Pensaklaran (Switching Network)

Saklar adalah objek yang mempunyai dua buah keadaan: buka dan
tutup.

Tiga bentuk gerbang paling sederhana:

1.   a            x        b

     Output b hanya ada jika dan hanya jika x dibuka  x


2.   a            x         y           b

     Output b hanya ada jika dan hanya jika x dan y dibuka  xy


3.   a        x
                       c
     b       y


  Output c hanya ada jika dan hanya jika x atau y dibuka  x + y




Contoh rangkaian pensaklaran pada rangkaian listrik:



                                                                   15
1. Saklar dalam hubungan SERI: logika AND
                                        Lampu

                  A       B

     
Sumber tegangan




2. Saklar dalam hubungan PARALEL: logika OR
                          A
                                        Lampu

                      B

    
Sumber Tegangan




Contoh. Nyatakan rangkaian pensaklaran pada gambar di bawah
ini dalam ekspresi Boolean.

                              x                     y


                                   x
                                                             x

                              x         y



                          x                 y           z

                                                 z



Jawab: xy + (x + xy)z + x(y + yz + z)




2. Rangkaian Digital Elektronik


                                                                 16
x                                 x
                     xy                                         x+ y                     x                x'
   y                                 y

       Gerbang AND                       Gerbang OR                             Gerbang NOT (inverter)


Contoh. Nyatakan fungsi f(x, y, z) = xy + xy ke dalam rangkaian
logika.

Jawab: (a) Cara pertama
             x
                                                  xy
             y

                                                                                xy+x'y
                          x'
             x
                                                   x'y
             y



        (b) Cara kedua

             x                                           xy
             y

                                                                                             x y+x   'y

                                    x'

                                                         x 'y


        (b) Cara ketiga
             x   y


                                             xy


                                                                       xy+x'y

                               x'
                                            x'y



                                                                                                               17
Gerbang turunan

 x                                             x
               ( xy )'                                          x        +       y
 y                                             y

Gerbang NAND                                   Gerbang XOR



  x                                                x
               ( x+y )'                                             (x       +       y )'
  y                                                y

Gerbang NOR                                            Gerbang XNOR



  x                                                     x                            x+ y
              ( x + y )'     ekivalen dengan                                                           ( x + y )'
  y                                                     y




      x'                                                    x
                   x 'y '    ekivalen dengan                                                     ( x+y )'
      y'                                                    y



                                                            x
 x'                                                                                         ( xy )'
              x '+ y '      ekivalen dengan                 y
 y'




                                                                                                                    18
Penyederhanaan Fungsi Boolean

Contoh.      f(x, y) = xy + xy + y

             disederhanakan menjadi

             f(x, y) = x + y

Penyederhanaan fungsi Boolean dapat dilakukan dengan 3 cara:
1. Secara aljabar
2. Menggunakan Peta Karnaugh
3. Menggunakan metode Quine Mc Cluskey (metode Tabulasi)


1. Penyederhanaan Secara Aljabar


Contoh:
     1.   f(x, y) = x + xy
                 = (x + x)(x + y)
                 = 1  (x + y )
                 =x+y


     2.   f(x, y, z) = xyz + xyz + xy
                    = xz(y + y) + xy
                    = xz + xz


     3.   f(x, y, z) = xy + xz + yz = xy + xz + yz(x + x)
                              = xy + xz + xyz + xyz
                              = xy(1 + z) + xz(1 + y) = xy + xz


                                                                    19
2. Peta Karnaugh

a. Peta Karnaugh dengan dua peubah
                                                y
                                           0        1

            m0    m1          x 0          xy         xy

            m2    m3               1       xy          xy


b. Peta dengan tiga peubah
                                                yz
                                                00            01    11      10
      m0 m1      m3    m2          x 0 xyz xyz                 xyz   xyz

      m4 m5      m7    m6              1       xyz         xyz   xyz    xyz



Contoh. Diberikan tabel kebenaran, gambarkan Peta Karnaugh.

       x     y    z     f(x, y, z)
       0     0    0         0
       0     0    1         0
       0     1    0         1
       0     1    1         0
       1     0    0         0
       1     0    1         0
       1     1    0         1
       1     1    1         1


            yz
            00    01    11    10
      x 0    0    0     0      1

        1    0    0     1      1




                                                                                   20
b. Peta dengan empat peubah
                                                   yz
                                                   00       01       11        10
   m0       m1        m3      m2   wx 00 wxyz         wxyz   wxyz   wxyz

   m4       m5        m7      m6        01 wxyz        wxyz    wxyz    wxyz

  m12       m13       m15 m14           11       wxyz   wxyz     wxyz     wxyz

   m8       m9        m11 m10           10 wxyz        wxyz    wxyz    wxyz


Contoh. Diberikan tabel kebenaran, gambarkan Peta Karnaugh.

        w         x       y    z   f(w, x, y, z)
        0         0       0    0      0
        0         0       0    1      1
        0         0       1    0      0
        0         0       1    1      0
        0         1       0    0      0
        0         1       0    1      0
        0         1       1    0      1
        0         1       1    1      1
        1         0       0    0      0
        1         0       0    1      0
        1         0       1    0      0
        1         0       1    1      0
        1         1       0    0      0
        1         1       0    1      0
        1         1       1    0      1
        1         1       1    1      0


                      yz
                      00      01   11        10
   wx       00        0        1    0        1

            01        0        0    1        1

            11        0        0    0        1
            10        0        0    0        0




                                                                                    21
Teknik Minimisasi Fungsi Boolean dengan Peta Karnaugh

1. Pasangan: dua buah 1 yang bertetangga

            yz
            00          01   11      10
  wx 00      0          0     0       0

      01     0          0     0       0

      11     0          0     1       1

      10     0          0     0       0



Sebelum disederhanakan: f(w, x, y, z) = wxyz + wxyz
Hasil Penyederhanaan: f(w, x, y, z) = wxy

Bukti secara aljabar:

             f(w, x, y, z) = wxyz + wxyz
                           = wxy(z + z)
                           = wxy(1)
                           = wxy


2. Kuad: empat buah 1 yang bertetangga
            yz
            00          01   11      10
  wx 00      0          0     0       0

      01     0          0     0       0

      11     1          1     1       1

      10     0          0     0       0



Sebelum disederhanakan: f(w, x, y, z) = wxyz + wxyz + wxyz + wxyz
Hasil penyederhanaan: f(w, x, y, z) = wx


                                                                        22
Bukti secara aljabar:

               f(w, x, y, z) = wxy + wxy
                             = wx(z + z)
                             = wx(1)
                             = wx

               yz
               00       01     11      10
  wx 00        0        0       0       0

      01       0        0       0       0

      11       1        1       1       1

      10       0        0       0       0


Contoh lain:

               yz
               00       01     11      10
  wx 00        0        0       0       0

      01       0        0       0       0

      11       1        1       0       0

      10       1        1       0       0



Sebelum disederhanakan: f(w, x, y, z) = wxyz + wxyz + wxyz + wxyz
Hasil penyederhanaan: f(w, x, y, z) = wy




                                                                            23
3. Oktet: delapan buah 1 yang bertetangga
            yz
            00          01   11          10
  wx 00      0          0     0          0
      01     0          0     0          0
      11     1          1     1          1
      10     1          1     1          1



Sebelum disederhanakan: f(a, b, c, d) = wxyz + wxyz + wxyz + wxyz +
                                        wxyz + wxyz + wxyz + wxyz

Hasil penyederhanaan: f(w, x, y, z) = w

Bukti secara aljabar:

             f(w, x, y, z) = wy + wy
                           = w(y + y)
                           =w
            yz
            00          01   11          10
  wx 00      0          0     0          0

      01     0          0     0          0

      11     1          1     1          1

      10     1          1     1          1




                                                                            24
Contoh 5.11. Sederhanakan fungsi Boolean f(x, y, z) = xyz + xyz + xyz +
xyz.

Jawab:
     Peta Karnaugh untuk fungsi tersebut adalah:

                    yz
                    00    01   11   10
        x   0                  1

            1       1          1    1

Hasil penyederhanaan: f(x, y, z) = yz + xz




Contoh 5.12. Andaikan suatu tabel kebenaran telah diterjemahkan ke dalam
Peta Karnaugh. Sederhanakan fungsi Boolean yang bersesuaian sesederhana
mungkin.

            yz
            00           01    11        10
  wx 00         0        1      1        1

      01        0        0      0        1

      11        1        1      0        1

      10        1        1      0        1



Jawab: (lihat Peta Karnaugh) f(w, x, y, z) = wy + yz + wxz




                                                                        25
Contoh 5.13. Minimisasi fungsi Boolean yang bersesuaian dengan Peta
Karnaugh di bawah ini.

            yz
            00       01      11      10
  wx 00      0       0        0      0

      01     0       1        0      0

      11     1       1        1      1

      10     1       1        1      1

Jawab: (lihat Peta Karnaugh) f(w, x, y, z) = w + xyz


Jika penyelesaian Contoh 5.13 adalah seperti di bawah ini:
            yz
            00       01      11      10
  wx 00      0       0        0      0

      01     0       1        0      0

      11     1       1        1      1

      10     1       1        1      1



maka fungsi Boolean hasil penyederhanaan adalah

      f(w, x, y, z) = w + wxyz                    (jumlah literal = 5)

yang ternyata masih belum sederhana dibandingkan f(w, x, y, z) = w + xyz
(jumlah literal = 4).




                                                                           26
Contoh 5.14. (Penggulungan/rolling) Sederhanakan fungsi Boolean yang
bersesuaian dengan Peta Karnaugh di bawah ini.

            yz
            00        01      11      10
  wx 00      0        0        0      0

      01     1        0        0      1

      11     1        0        0      1

      10     0        0        0      0



Jawab: f(w, x, y, z) = xyz + xyz ==> belum sederhana


Penyelesaian yang lebih minimal:

            yz
            00        01      11      10
  wx 00      0        0        0      0

      01     1        0        0      1

      11     1        0        0      1

      10     0        0        0      0


      f(w, x, y, z) = xz   ===> lebih sederhana




                                                                  27
Contoh 5.15: (Kelompok berlebihan) Sederhanakan fungsi Boolean yang
bersesuaian dengan Peta Karnaugh di bawah ini.

            yz
            00       01       11      10
  wx 00      0       0        0       0

      01     0       1        0       0

      11     0       1        1       0

      10     0       0        1       0


Jawab:      f(w, x, y, z) = xyz + wxz + wyz  masih belum sederhana.

Penyelesaian yang lebih minimal:
            yz
            00       01       11      10
  wx 00      0       0        0       0

      01     0       1        0       0

      11     0       1        1       0

      10     0       0        1       0



      f(w, x, y, z) = xyz + wyz   ===> lebih sederhana




                                                                        28
Contoh 5.16. Sederhanakan fungsi Boolean yang bersesuaian dengan Peta
Karnaugh di bawah ini.

            cd
            00          01      11        10
  ab 00        0        0        0        0

      01       0        0        1        0

      11       1        1        1        1

      10       0        1        1        1



Jawab: (lihat Peta Karnaugh di atas) f(a, b, c, d) = ab + ad + ac + bcd



Contoh 5.17. Minimisasi fungsi Boolean f(x, y, z) = xz + xy + xyz + yz

Jawab:
     xz = xz(y + y) = xyz + xyz
     xy = xy(z + z) = xyz + xyz
     yz = yz(x + x) = xyz + xyz

      f(x, y, z) = xz + xy + xyz + yz
                = xyz + xyz + xyz + xyz + xyz + xyz + xyz
                = xyz + xyz + xyz + xyz + xyz

      Peta Karnaugh untuk fungsi tersebut adalah:

                   yz
                   00    01     11   10
       x   0                1   1    1

           1                1   1


      Hasil penyederhanaan: f(x, y, z) = z + xyz




                                                                            29
Peta Karnaugh untuk lima peubah

     000        001       011    010   110     111    101        100
00     m0        m1       m3     m2    m6      m7    m5         m4
01     m8        m9       m11    m10   m14     m15   m13        m12
11    m24        m25      m27    m26   m30     m31   m29        m28
10    m16        m17      m19    m18   m22     m23   m21        m20


                           Garis pencerminan




Contoh 5.21. (Contoh penggunaan Peta 5 peubah) Carilah fungsi sederhana
dari f(v, w, x, y, z) = 裡 (0, 2, 4, 6, 9, 11, 13, 15, 17, 21, 25, 27, 29, 31)
Jawab:
       Peta Karnaugh dari fungsi tersebut adalah:
            xy
             z     00       01    01   11      11    10     10
            00      1        1     0   0        1     1      0
             0

     vw     1                     1    1                    1
     00

     01               1     1                  1     1


     11               1     1                  1     1


     10               1                              1


      Jadi f(v, w, x, y, z) = wz + vwz + vyz




                                                                           30
Keadaan Dont Care
Tabel 5.16
  w       x       y   z    desimal
  0       0       0   0       0
  0       0       0   1       1
  0       0       1   0       2
  0       0       1   1       3
  0       1       0   0       4
  0       1       0   1       5
  0       1       1   0       6
  0       1       1   1       7
  1       0       0   0       8
  1       0       0   1       9
  1       0       1   0   dont care
  1       0       1   1   dont care
  1       1       0   0   dont care
  1       1       0   1   dont care
  1       1       1   0   dont care
  1       1       1   1   dont care



Contoh 5.25. Diberikan Tabel 5.17. Minimisasi fungsi f sesederhana
mungkin.

      Tabel 5.17
      a       b       c   d    f(a, b, c, d)
      0       0       0   0          1
      0       0       0   1          0
      0       0       1   0          0
      0       0       1   1          1
      0       1       0   0          1
      0       1       0   1          1
      0       1       1   0          0
      0       1       1   1          1
      1       0       0   0         X
      1       0       0   1         X
      1       0       1   0         X
      1       0       1   1         X
      1       1       0   0         X
      1       1       0   1         X
      1       1       1   0         X
      1       1       1   1         X



                                                                31
Jawab: Peta Karnaugh dari fungsi tersebut adalah:

               cd
               00          01       11   10
          ab       1       0        1    0
          00

          01       1       1        1    0

          11    X          X        X    X

          10   X           0        X    X


Hasil penyederhanaan: f(a, b, c, d) = bd + cd + cd



Contoh 5.26. Minimisasi fungsi Boolean f(x, y, z) = xyz + xyz + xyz +
xyz. Gambarkan rangkaian logikanya.
Jawab: Rangkaian logika fungsi f(x, y, z) sebelum diminimisasikan adalah
seperti di bawah ini:


               x       y        z

                                              x ' yz



                                              x ' yz '




                                              xy 'z '



                                              xy ' z




                                                                        32
Minimisasi dengan Peta Karnaugh adalah sebagai berikut:
                     yz
                     00   01         11      10

         x   0                        1       1


             1       1        1




Hasil minimisasi adalah f(x, y, z) = xy + xy.
             x   y


                                                   x 'y


                                                                      x 'y+xy   '


                                               xy '




Contoh 5.28. Berbagai sistem digital menggunakan kode binary coded
decimal (BCD). Diberikan Tabel 5.19 untuk konversi BCD ke kode
Excess-3 sebagai berikut:

          Tabel 5.19
         Masukan BCD                                       Keluaran kode Excess-3
     w      x    y        z       f1(w, x, y, z)          f2(w, x, y,z) f3(w, x, y, z)   f4(w, x, y, z)
 0   0      0    0        0             0                       0             1                1
 1   0      0    0        1             0                       1             0                0
 2   0      0    1        0             0                       1             0                1
 3   0      0    1        1             0                       1             1                0
 4   0      1    0        0             0                       1             1                1
 5   0      1    0        1             1                       0             0                0
 6   0      1    1        0             1                       0             0                1
 7   0      1    1        1             1                       0             1                0
 8   1      0    0        0             1                       0             1                1
 9   1      0    0        1             1                       1             0                0


                                                                                                          33
(a) f1(w, x, y, z)
         yz
         00        01      11          10
wx 00

   01              1        1          1

   11     X        X        X          X

   10     1        1        X          X

   f1(w, x, y, z) = w + xz + xy = w + x(y + z)


   (b) f2(w, x, y, z)
         yz
         00        01      11          10
wx 00              1        1          1

   01     1

   11     X        X        X          X

   10              1        X          X

   f2(w, x, y, z) = xyz + xz + xy = xyz + x(y + z)

   (c) f3(w, x, y, z)
         yz
         00        01      11          10
wx 00     1                 1

   01     1                 1

   11     X        X        X          X

   10     1                 X          X

          f3(w, x, y, z) = yz + yz




                                                            34
(d) f4(w, x, y, z)
               yz
               00        01      11   10
wx 00          1                      1

      01       1                      1

      11 X               X       X    X

      10       1                 X    X

               f4(w, x, y, z) = z




  w        x    y    z
                                           f4




                                           f3




                                            f2




                                            f1




                                                 35

More Related Content

Aljabar boolean

  • 1. Aljabar Boolean Misalkan terdapat - Dua operator biner: + dan - Sebuah operator uner: . - B : himpunan yang didefinisikan pada opeartor +, , dan - 0 dan 1 adalah dua elemen yang berbeda dari B. Tupel (B, +, , ) disebut aljabar Boolean jika untuk setiap a, b, c B berlaku aksioma-aksioma atau postulat Huntington berikut: 1. Closure: (i) a + b B (ii) a b B 2. Identitas: (i) a + 0 = a (ii) a 1 = a 3. Komutatif: (i) a + b = b + a (ii) a b = b . a 4. Distributif: (i) a (b + c) = (a b) + (a c) (ii) a + (b c) = (a + b) (a + c) 5. Komplemen1: (i) a + a = 1 (ii) a a = 0 1 1
  • 2. Untuk mempunyai sebuah aljabar Boolean, harus diperlihatkan: 1. Elemen-elemen himpunan B, 2. Kaidah operasi untuk operator biner dan operator uner, 3. Memenuhi postulat Huntington. Aljabar Boolean Dua-Nilai Aljabar Boolean dua-nilai: - B = {0, 1} - operator biner, + dan - operator uner, - Kaidah untuk operator biner dan operator uner: a b ab a b a+b a a 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 Cek apakah memenuhi postulat Huntington: 1. Closure : jelas berlaku 2. Identitas: jelas berlaku karena dari tabel dapat kita lihat bahwa: (i) 0 + 1 = 1 + 0 = 1 (ii) 1 0 = 0 1 = 0 3. Komutatif: jelas berlaku dengan melihat simetri tabel operator biner. 2
  • 3. 4. Distributif: (i) a (b + c) = (a b) + (a c) dapat ditunjukkan benar dari tabel operator biner di atas dengan membentuk tabel kebenaran: b c b+c a (b + c) ab ac (a b) + (a c) a 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (ii) Hukum distributif a + (b c) = (a + b) (a + c) dapat ditunjukkan benar dengan membuat tabel kebenaran dengan cara yang sama seperti (i). 5. Komplemen: jelas berlaku karena Tabel 7.3 memperlihatkan bahwa: (i) a + a = 1, karena 0 + 0= 0 + 1 = 1 dan 1 + 1= 1 + 0 = 1 (ii) a a = 0, karena 0 0= 0 1 = 0 dan 1 1 = 1 0 = 0 Karena kelima postulat Huntington dipenuhi, maka terbukti bahwa B = {0, 1} bersama-sama dengan operator biner + dan operator komplemen merupakan aljabar Boolean. 3
  • 4. Ekspresi Boolean Misalkan (B, +, , ) adalah sebuah aljabar Boolean. Suatu ekspresi Boolean dalam (B, +, , ) adalah: (i) setiap elemen di dalam B, (ii) setiap peubah, (iii) jika e1 dan e2 adalah ekspresi Boolean, maka e1 + e2, e1 e2, e1 adalah ekspresi Boolean Contoh: 0 1 a b c a+b ab a (b + c) a b + a b c + b, dan sebagainya Mengevaluasi Ekspresi Boolean Contoh: a (b + c) jika a = 0, b = 1, dan c = 0, maka hasil evaluasi ekspresi: 0 (1 + 0) = 1 1 = 1 Dua ekspresi Boolean dikatakan ekivalen (dilambangkan dengan =) jika keduanya mempunyai nilai yang sama untuk setiap pemberian nilai-nilai kepada n peubah. Contoh: a (b + c) = (a . b) + (a c) 4
  • 5. Contoh. Perlihatkan bahwa a + ab = a + b . Penyelesaian: a b a ab a + ab a+b 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 Perjanjian: tanda titik () dapat dihilangkan dari penulisan ekspresi Boolean, kecuali jika ada penekanan: (i) a(b + c) = ab + ac (ii) a + bc = (a + b) (a + c) (iii) a 0 , bukan a0 Prinsip Dualitas Misalkan S adalah kesamaan (identity) di dalam aljabar Boolean yang melibatkan operator +, , dan komplemen, maka jika pernyataan S* diperoleh dengan cara mengganti dengan + + dengan 0 dengan 1 1 dengan 0 dan membiarkan operator komplemen tetap apa adanya, maka kesamaan S* juga benar. S* disebut sebagai dual dari S. Contoh. (i) (a 1)(0 + a) = 0 dualnya (a + 0) + (1 a) = 1 (ii) a(a + b) = ab dualnya a + ab = a + b 5
  • 6. Hukum-hukum Aljabar Boolean 1. Hukum identitas: 2. Hukum idempoten: (i) a + 0 = a (i) a + a = a (ii) a 1 = a (ii) a a = a 3. Hukum komplemen: 4. Hukum dominansi: (i) a + a = 1 (i) a 0 = 0 (ii) aa = 0 (ii) a + 1 = 1 5. Hukum involusi: 6. Hukum penyerapan: (i) (a) = a (i) a + ab = a (ii) a(a + b) = a 7. Hukum komutatif: 8. Hukum asosiatif: (i) a + b = b + a (i) a + (b + c) = (a + b) + c (ii) ab = ba (ii) a (b c) = (a b) c 9. Hukum distributif: 10. Hukum De Morgan: (i) a + (b c) = (a + b) (a + c) (i) (a + b) = ab (ii) a (b + c) = a b + a c (ii) (ab) = a + b 11.Hukum 0/1 (i) 0 = 1 (ii) 1 = 0 Contoh 7.3. Buktikan (i) a + ab = a + b dan (ii) a(a + b) = ab Penyelesaian: (i) a + ab = (a + ab) + ab (Penyerapan) = a + (ab + ab) (Asosiatif) = a + (a + a)b (Distributif) =a+1b (Komplemen) =a+b (Identitas) (ii) adalah dual dari (i) 6
  • 7. Fungsi Boolean Fungsi Boolean (disebut juga fungsi biner) adalah pemetaan dari Bn ke B melalui ekspresi Boolean, kita menuliskannya sebagai f : Bn B yang dalam hal ini Bn adalah himpunan yang beranggotakan pasangan terurut ganda-n (ordered n-tuple) di dalam daerah asal B. Setiap ekspresi Boolean tidak lain merupakan fungsi Boolean. Misalkan sebuah fungsi Boolean adalah f(x, y, z) = xyz + xy + yz Fungsi f memetakan nilai-nilai pasangan terurut ganda-3 (x, y, z) ke himpunan {0, 1}. Contohnya, (1, 0, 1) yang berarti x = 1, y = 0, dan z = 1 sehingga f(1, 0, 1) = 1 0 1 + 1 0 + 0 1 = 0 + 0 + 1 = 1 . Contoh. Contoh-contoh fungsi Boolean yang lain: 1. f(x) = x 2. f(x, y) = xy + xy+ y 3. f(x, y) = x y 4. f(x, y) = (x + y) 5. f(x, y, z) = xyz 7
  • 8. Setiap peubah di dalam fungsi Boolean, termasuk dalam bentuk komplemennya, disebut literal. Contoh: Fungsi h(x, y, z) = xyz pada contoh di atas terdiri dari 3 buah literal, yaitu x, y, dan z. Contoh. Diketahui fungsi Booelan f(x, y, z) = xy z, nyatakan h dalam tabel kebenaran. Penyelesaian: x y z f(x, y, z) = xy z 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 Komplemen Fungsi 1. Cara pertama: menggunakan hukum De Morgan Hukum De Morgan untuk dua buah peubah, x1 dan x2, adalah Contoh. Misalkan f(x, y, z) = x(yz + yz), maka f (x, y, z) = (x(yz + yz)) = x + (yz + yz) = x + (yz) (yz) = x + (y + z) (y + z) 8
  • 9. 2. Cara kedua: menggunakan prinsip dualitas. Tentukan dual dari ekspresi Boolean yang merepresentasikan f, lalu komplemenkan setiap literal di dalam dual tersebut. Contoh. Misalkan f(x, y, z) = x(yz + yz), maka dual dari f: x + (y + z) (y + z) komplemenkan tiap literalnya: x + (y + z) (y + z) = f Jadi, f (x, y, z) = x + (y + z)(y + z) Bentuk Kanonik Jadi, ada dua macam bentuk kanonik: 1. Penjumlahan dari hasil kali (sum-of-product atau SOP) 2. Perkalian dari hasil jumlah (product-of-sum atau POS) Contoh: 1. f(x, y, z) = xyz + xyz + xyz SOP Setiap suku (term) disebut minterm 2. g(x, y, z) = (x + y + z)(x + y + z)(x + y + z) (x + y + z)(x + y + z) POS Setiap suku (term) disebut maxterm Setiap minterm/maxterm mengandung literal lengkap Minterm Maxterm 9
  • 10. x y Suku Lambang Suku Lambang 0 0 xy m0 x+y M0 0 1 xy m1 x + y M1 1 0 xy m2 x + y M2 1 1 xy m3 x + y M3 Minterm Maxterm x y z Suku Lambang Suku Lambang 0 0 0 xyz m0 x+y+z M0 0 0 1 xyz m1 x + y + z M1 0 1 0 xy z m2 x + y+z M2 0 1 1 xy z m3 x + y+z M3 1 0 0 x yz m4 x+ y + z M4 1 0 1 x yz m5 x+ y + z M5 1 1 0 x y z m6 x+ y+ z M6 1 1 1 xyz m7 x+ y+ z M7 Contoh 7.10. Nyatakan tabel kebenaran di bawah ini dalam bentuk kanonik SOP dan POS. Tabel 7.10 x y z f(x, y, z) 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 Penyelesaian: 10
  • 11. (a) SOP Kombinasi nilai-nilai peubah yang menghasilkan nilai fungsi sama dengan 1 adalah 001, 100, dan 111, maka fungsi Booleannya dalam bentuk kanonik SOP adalah f(x, y, z) = xyz + xyz + xyz atau (dengan menggunakan lambang minterm), f(x, y, z) = m1 + m4 + m7 = (1, 4, 7) (b) POS Kombinasi nilai-nilai peubah yang menghasilkan nilai fungsi sama dengan 0 adalah 000, 010, 011, 101, dan 110, maka fungsi Booleannya dalam bentuk kanonik POS adalah f(x, y, z) = (x + y + z)(x + y+ z)(x + y+ z) (x+ y + z)(x+ y+ z) atau dalam bentuk lain, f(x, y, z) = M0 M2 M3 M5 M6 = (0, 2, 3, 5, 6) Contoh 7.11. Nyatakan fungsi Boolean f(x, y, z) = x + yz dalam bentuk kanonik SOP dan POS. Penyelesaian: (a) SOP x = x(y + y) = xy + xy = xy (z + z) + xy(z + z) = xyz + xyz + xyz + xyz 11
  • 12. yz = yz (x + x) = xyz + xyz Jadi f(x, y, z) = x + yz = xyz + xyz + xyz + xyz + xyz + xyz = xyz + xyz + xyz + xyz + xyz atau f(x, y, z) = m1 + m4 + m5 + m6 + m7 = 裡 (1,4,5,6,7) (b) POS f(x, y, z) = x + yz = (x + y)(x + z) x + y = x + y + zz = (x + y + z)(x + y + z) x + z = x + z + yy = (x + y + z)(x + y + z) Jadi, f(x, y, z) = (x + y + z)(x + y + z)(x + y + z)(x + y + z) = (x + y + z)(x + y + z)(x + y + z) atau f(x, y, z) = M0M2M3 = (0, 2, 3) Konversi Antar Bentuk Kanonik 12
  • 13. Misalkan f(x, y, z) = 裡 (1, 4, 5, 6, 7) dan f adalah fungsi komplemen dari f, f (x, y, z) = 裡 (0, 2, 3) = m0+ m2 + m3 Dengan menggunakan hukum De Morgan, kita dapat memperoleh fungsi f dalam bentuk POS: f (x, y, z) = (f (x, y, z)) = (m0 + m2 + m3) = m0 . m2 . m3 = (xyz) (xy z) (xy z) = (x + y + z) (x + y + z) (x + y + z) = M0 M2 M3 = (0,2,3) Jadi, f(x, y, z) = 裡 (1, 4, 5, 6, 7) = (0,2,3). Kesimpulan: mj = Mj Contoh. Nyatakan f(x, y, z)= (0, 2, 4, 5) dan g(w, x, y, z) = 裡(1, 2, 5, 6, 10, 15) dalam bentuk SOP. Penyelesaian: f(x, y, z) = 裡 (1, 3, 6, 7) g(w, x, y, z)= (0, 3, 4, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14) Contoh. Carilah bentuk kanonik SOP dan POS dari f(x, y, z) = y + xy + xyz 13
  • 14. Penyelesaian: (a) SOP f(x, y, z) = y + xy + xyz = y (x + x) (z + z) + xy (z + z) + xyz = (xy + xy) (z + z) + xyz + xyz + xyz = xyz + xyz + xyz + xyz + xyz + xyz + xyz atau f(x, y, z) = m0+ m1 + m2+ m4+ m5+ m6+ m7 (b) POS f(x, y, z) = M3 = x + y + z Bentuk Baku Contohnya, f(x, y, z) = y + xy + xyz (bentuk baku SOP f(x, y, z) = x(y + z)(x + y + z) (bentuk baku POS) Aplikasi Aljabar Boolean 14
  • 15. 1. Jaringan Pensaklaran (Switching Network) Saklar adalah objek yang mempunyai dua buah keadaan: buka dan tutup. Tiga bentuk gerbang paling sederhana: 1. a x b Output b hanya ada jika dan hanya jika x dibuka x 2. a x y b Output b hanya ada jika dan hanya jika x dan y dibuka xy 3. a x c b y Output c hanya ada jika dan hanya jika x atau y dibuka x + y Contoh rangkaian pensaklaran pada rangkaian listrik: 15
  • 16. 1. Saklar dalam hubungan SERI: logika AND Lampu A B Sumber tegangan 2. Saklar dalam hubungan PARALEL: logika OR A Lampu B Sumber Tegangan Contoh. Nyatakan rangkaian pensaklaran pada gambar di bawah ini dalam ekspresi Boolean. x y x x x y x y z z Jawab: xy + (x + xy)z + x(y + yz + z) 2. Rangkaian Digital Elektronik 16
  • 17. x x xy x+ y x x' y y Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT (inverter) Contoh. Nyatakan fungsi f(x, y, z) = xy + xy ke dalam rangkaian logika. Jawab: (a) Cara pertama x xy y xy+x'y x' x x'y y (b) Cara kedua x xy y x y+x 'y x' x 'y (b) Cara ketiga x y xy xy+x'y x' x'y 17
  • 18. Gerbang turunan x x ( xy )' x + y y y Gerbang NAND Gerbang XOR x x ( x+y )' (x + y )' y y Gerbang NOR Gerbang XNOR x x x+ y ( x + y )' ekivalen dengan ( x + y )' y y x' x x 'y ' ekivalen dengan ( x+y )' y' y x x' ( xy )' x '+ y ' ekivalen dengan y y' 18
  • 19. Penyederhanaan Fungsi Boolean Contoh. f(x, y) = xy + xy + y disederhanakan menjadi f(x, y) = x + y Penyederhanaan fungsi Boolean dapat dilakukan dengan 3 cara: 1. Secara aljabar 2. Menggunakan Peta Karnaugh 3. Menggunakan metode Quine Mc Cluskey (metode Tabulasi) 1. Penyederhanaan Secara Aljabar Contoh: 1. f(x, y) = x + xy = (x + x)(x + y) = 1 (x + y ) =x+y 2. f(x, y, z) = xyz + xyz + xy = xz(y + y) + xy = xz + xz 3. f(x, y, z) = xy + xz + yz = xy + xz + yz(x + x) = xy + xz + xyz + xyz = xy(1 + z) + xz(1 + y) = xy + xz 19
  • 20. 2. Peta Karnaugh a. Peta Karnaugh dengan dua peubah y 0 1 m0 m1 x 0 xy xy m2 m3 1 xy xy b. Peta dengan tiga peubah yz 00 01 11 10 m0 m1 m3 m2 x 0 xyz xyz xyz xyz m4 m5 m7 m6 1 xyz xyz xyz xyz Contoh. Diberikan tabel kebenaran, gambarkan Peta Karnaugh. x y z f(x, y, z) 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 yz 00 01 11 10 x 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 20
  • 21. b. Peta dengan empat peubah yz 00 01 11 10 m0 m1 m3 m2 wx 00 wxyz wxyz wxyz wxyz m4 m5 m7 m6 01 wxyz wxyz wxyz wxyz m12 m13 m15 m14 11 wxyz wxyz wxyz wxyz m8 m9 m11 m10 10 wxyz wxyz wxyz wxyz Contoh. Diberikan tabel kebenaran, gambarkan Peta Karnaugh. w x y z f(w, x, y, z) 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 yz 00 01 11 10 wx 00 0 1 0 1 01 0 0 1 1 11 0 0 0 1 10 0 0 0 0 21
  • 22. Teknik Minimisasi Fungsi Boolean dengan Peta Karnaugh 1. Pasangan: dua buah 1 yang bertetangga yz 00 01 11 10 wx 00 0 0 0 0 01 0 0 0 0 11 0 0 1 1 10 0 0 0 0 Sebelum disederhanakan: f(w, x, y, z) = wxyz + wxyz Hasil Penyederhanaan: f(w, x, y, z) = wxy Bukti secara aljabar: f(w, x, y, z) = wxyz + wxyz = wxy(z + z) = wxy(1) = wxy 2. Kuad: empat buah 1 yang bertetangga yz 00 01 11 10 wx 00 0 0 0 0 01 0 0 0 0 11 1 1 1 1 10 0 0 0 0 Sebelum disederhanakan: f(w, x, y, z) = wxyz + wxyz + wxyz + wxyz Hasil penyederhanaan: f(w, x, y, z) = wx 22
  • 23. Bukti secara aljabar: f(w, x, y, z) = wxy + wxy = wx(z + z) = wx(1) = wx yz 00 01 11 10 wx 00 0 0 0 0 01 0 0 0 0 11 1 1 1 1 10 0 0 0 0 Contoh lain: yz 00 01 11 10 wx 00 0 0 0 0 01 0 0 0 0 11 1 1 0 0 10 1 1 0 0 Sebelum disederhanakan: f(w, x, y, z) = wxyz + wxyz + wxyz + wxyz Hasil penyederhanaan: f(w, x, y, z) = wy 23
  • 24. 3. Oktet: delapan buah 1 yang bertetangga yz 00 01 11 10 wx 00 0 0 0 0 01 0 0 0 0 11 1 1 1 1 10 1 1 1 1 Sebelum disederhanakan: f(a, b, c, d) = wxyz + wxyz + wxyz + wxyz + wxyz + wxyz + wxyz + wxyz Hasil penyederhanaan: f(w, x, y, z) = w Bukti secara aljabar: f(w, x, y, z) = wy + wy = w(y + y) =w yz 00 01 11 10 wx 00 0 0 0 0 01 0 0 0 0 11 1 1 1 1 10 1 1 1 1 24
  • 25. Contoh 5.11. Sederhanakan fungsi Boolean f(x, y, z) = xyz + xyz + xyz + xyz. Jawab: Peta Karnaugh untuk fungsi tersebut adalah: yz 00 01 11 10 x 0 1 1 1 1 1 Hasil penyederhanaan: f(x, y, z) = yz + xz Contoh 5.12. Andaikan suatu tabel kebenaran telah diterjemahkan ke dalam Peta Karnaugh. Sederhanakan fungsi Boolean yang bersesuaian sesederhana mungkin. yz 00 01 11 10 wx 00 0 1 1 1 01 0 0 0 1 11 1 1 0 1 10 1 1 0 1 Jawab: (lihat Peta Karnaugh) f(w, x, y, z) = wy + yz + wxz 25
  • 26. Contoh 5.13. Minimisasi fungsi Boolean yang bersesuaian dengan Peta Karnaugh di bawah ini. yz 00 01 11 10 wx 00 0 0 0 0 01 0 1 0 0 11 1 1 1 1 10 1 1 1 1 Jawab: (lihat Peta Karnaugh) f(w, x, y, z) = w + xyz Jika penyelesaian Contoh 5.13 adalah seperti di bawah ini: yz 00 01 11 10 wx 00 0 0 0 0 01 0 1 0 0 11 1 1 1 1 10 1 1 1 1 maka fungsi Boolean hasil penyederhanaan adalah f(w, x, y, z) = w + wxyz (jumlah literal = 5) yang ternyata masih belum sederhana dibandingkan f(w, x, y, z) = w + xyz (jumlah literal = 4). 26
  • 27. Contoh 5.14. (Penggulungan/rolling) Sederhanakan fungsi Boolean yang bersesuaian dengan Peta Karnaugh di bawah ini. yz 00 01 11 10 wx 00 0 0 0 0 01 1 0 0 1 11 1 0 0 1 10 0 0 0 0 Jawab: f(w, x, y, z) = xyz + xyz ==> belum sederhana Penyelesaian yang lebih minimal: yz 00 01 11 10 wx 00 0 0 0 0 01 1 0 0 1 11 1 0 0 1 10 0 0 0 0 f(w, x, y, z) = xz ===> lebih sederhana 27
  • 28. Contoh 5.15: (Kelompok berlebihan) Sederhanakan fungsi Boolean yang bersesuaian dengan Peta Karnaugh di bawah ini. yz 00 01 11 10 wx 00 0 0 0 0 01 0 1 0 0 11 0 1 1 0 10 0 0 1 0 Jawab: f(w, x, y, z) = xyz + wxz + wyz masih belum sederhana. Penyelesaian yang lebih minimal: yz 00 01 11 10 wx 00 0 0 0 0 01 0 1 0 0 11 0 1 1 0 10 0 0 1 0 f(w, x, y, z) = xyz + wyz ===> lebih sederhana 28
  • 29. Contoh 5.16. Sederhanakan fungsi Boolean yang bersesuaian dengan Peta Karnaugh di bawah ini. cd 00 01 11 10 ab 00 0 0 0 0 01 0 0 1 0 11 1 1 1 1 10 0 1 1 1 Jawab: (lihat Peta Karnaugh di atas) f(a, b, c, d) = ab + ad + ac + bcd Contoh 5.17. Minimisasi fungsi Boolean f(x, y, z) = xz + xy + xyz + yz Jawab: xz = xz(y + y) = xyz + xyz xy = xy(z + z) = xyz + xyz yz = yz(x + x) = xyz + xyz f(x, y, z) = xz + xy + xyz + yz = xyz + xyz + xyz + xyz + xyz + xyz + xyz = xyz + xyz + xyz + xyz + xyz Peta Karnaugh untuk fungsi tersebut adalah: yz 00 01 11 10 x 0 1 1 1 1 1 1 Hasil penyederhanaan: f(x, y, z) = z + xyz 29
  • 30. Peta Karnaugh untuk lima peubah 000 001 011 010 110 111 101 100 00 m0 m1 m3 m2 m6 m7 m5 m4 01 m8 m9 m11 m10 m14 m15 m13 m12 11 m24 m25 m27 m26 m30 m31 m29 m28 10 m16 m17 m19 m18 m22 m23 m21 m20 Garis pencerminan Contoh 5.21. (Contoh penggunaan Peta 5 peubah) Carilah fungsi sederhana dari f(v, w, x, y, z) = 裡 (0, 2, 4, 6, 9, 11, 13, 15, 17, 21, 25, 27, 29, 31) Jawab: Peta Karnaugh dari fungsi tersebut adalah: xy z 00 01 01 11 11 10 10 00 1 1 0 0 1 1 0 0 vw 1 1 1 1 00 01 1 1 1 1 11 1 1 1 1 10 1 1 Jadi f(v, w, x, y, z) = wz + vwz + vyz 30
  • 31. Keadaan Dont Care Tabel 5.16 w x y z desimal 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 0 0 1 9 1 0 1 0 dont care 1 0 1 1 dont care 1 1 0 0 dont care 1 1 0 1 dont care 1 1 1 0 dont care 1 1 1 1 dont care Contoh 5.25. Diberikan Tabel 5.17. Minimisasi fungsi f sesederhana mungkin. Tabel 5.17 a b c d f(a, b, c, d) 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 X 1 0 0 1 X 1 0 1 0 X 1 0 1 1 X 1 1 0 0 X 1 1 0 1 X 1 1 1 0 X 1 1 1 1 X 31
  • 32. Jawab: Peta Karnaugh dari fungsi tersebut adalah: cd 00 01 11 10 ab 1 0 1 0 00 01 1 1 1 0 11 X X X X 10 X 0 X X Hasil penyederhanaan: f(a, b, c, d) = bd + cd + cd Contoh 5.26. Minimisasi fungsi Boolean f(x, y, z) = xyz + xyz + xyz + xyz. Gambarkan rangkaian logikanya. Jawab: Rangkaian logika fungsi f(x, y, z) sebelum diminimisasikan adalah seperti di bawah ini: x y z x ' yz x ' yz ' xy 'z ' xy ' z 32
  • 33. Minimisasi dengan Peta Karnaugh adalah sebagai berikut: yz 00 01 11 10 x 0 1 1 1 1 1 Hasil minimisasi adalah f(x, y, z) = xy + xy. x y x 'y x 'y+xy ' xy ' Contoh 5.28. Berbagai sistem digital menggunakan kode binary coded decimal (BCD). Diberikan Tabel 5.19 untuk konversi BCD ke kode Excess-3 sebagai berikut: Tabel 5.19 Masukan BCD Keluaran kode Excess-3 w x y z f1(w, x, y, z) f2(w, x, y,z) f3(w, x, y, z) f4(w, x, y, z) 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 2 0 0 1 0 0 1 0 1 3 0 0 1 1 0 1 1 0 4 0 1 0 0 0 1 1 1 5 0 1 0 1 1 0 0 0 6 0 1 1 0 1 0 0 1 7 0 1 1 1 1 0 1 0 8 1 0 0 0 1 0 1 1 9 1 0 0 1 1 1 0 0 33
  • 34. (a) f1(w, x, y, z) yz 00 01 11 10 wx 00 01 1 1 1 11 X X X X 10 1 1 X X f1(w, x, y, z) = w + xz + xy = w + x(y + z) (b) f2(w, x, y, z) yz 00 01 11 10 wx 00 1 1 1 01 1 11 X X X X 10 1 X X f2(w, x, y, z) = xyz + xz + xy = xyz + x(y + z) (c) f3(w, x, y, z) yz 00 01 11 10 wx 00 1 1 01 1 1 11 X X X X 10 1 X X f3(w, x, y, z) = yz + yz 34
  • 35. (d) f4(w, x, y, z) yz 00 01 11 10 wx 00 1 1 01 1 1 11 X X X X 10 1 X X f4(w, x, y, z) = z w x y z f4 f3 f2 f1 35