ºÝºÝߣ

ºÝºÝߣShare a Scribd company logo
Aljabar Boolean                                                                    halaman 1


                              ALJABAR BOOLEAN

Definisi Aljabar boolean
       Aljabar boolean merupakan aljabar yang berhubungan dengan variabel-variabel biner
dan operasi-operasi logik. Variabel-variabel diperlihatkan dengan huruf-huruf alfabet, dan tiga
operasi dasar dengan AND, OR dan NOT (komplemen). Fungsi boolean terdiri dari variabel-
variabel biner yang menunjukkan fungsi, suatu tanda sama dengan, dan suatu ekspresi aljabar
yang dibentuk dengan menggunakan variabel-variabel biner, konstanta-konstanta 0 dan 1,
simbol-simbol operasi logik, dan tanda kurung.
       Suatu fungsi boolean bisa dinyatakan dalam tabel kebenaran. Suatu tabel kebenaran
untuk fungsi boolean merupakan daftar semua kombinasi angka-angka biner 0 dan 1 yang
diberikan ke variabel-variabel biner dan daftar yang memperlihatkan nilai fungsi untuk
masing-masing kombinasi biner.
       Aljabar boolean mempunyai 2 fungsi berbeda yang saling berhubungan. Dalam arti
luas, aljabar boolean berarti suatu jenis simbol-simbol yang ditemukan oleh George Boole
untuk memanipulasi nilai-nilai kebenaran logika secara aljabar. Dalam hal ini aljabar boolean
cocok untuk diaplikasikan dalam komputer. Disisi lain, aljabar boolean juga merupakan suatu
struktur aljabar yang operasi-operasinya memenuhi aturan tertentu.


DASAR OPERASI LOGIKA :
       Memberikan batasan yang pasti dari suatu keadaan, sehingga suatu keadaan tidak dapat
berada dalam dua ketentuan sekaligus.
Dalam logika dikenal aturan sbb :
   ♦ Suatu keadaan tidak dapat dalam keduanya benar dan salah sekaligus
   ♦ Masing-masing adalah benar / salah.
   ♦ Suatu keadaan disebut benar bila tidak salah.
Dalam ajabar boolean keadaan ini ditunjukkan dengan dua konstanta : LOGIKA ‘1’ dan ‘0’
Aljabar Boolean                                                                     halaman 2




Operasi Aljabar Boolean :

Operasi logika NOT ( Invers )
      Operasi merubah logika 1 ke 0 dan sebaliknya  x = x’


                      Tabel Operasi NOT                     Simbol
                          X             X’
                           0                1
                           1                0

Operasi logika AND
♦ Operasi antara dua variabel (A,B)
♦ Operasi ini akan menghasilkan logika 1, jika kedua variabel tersebut berlogika 1

Simbol                                             Tabel operasi AND
                                                   A      B       A.B
    A             A.B                              0      0        0
                                                   0      1        0
                                                   1      0        0
    B                                              1      1        1


Operasi logika OR
Operasi antara 2 variabel (A,B)
Operasi ini akan menghasilkan logika 0, jika kedua variabel tersebut berlogika 0.
Simbol                                       Tabel Operasi OR

A              A+B                                  A       B        A+B
                                                    0       0         0
                                                    0       1         1
B                                                   1       0         1
                                                    1       1         1


Operasi logika NOR
Operasi ini merupakan operasi OR dan NOT, keluarannya merupakan keluaran operasi OR
yang di inverter.
Simbol                                 Tabel Operasi NOR

A              A+B             ( A + B )’           A       B   ( A + B)’
                                                    0       0        1
                                                    0       1        0
B                                                   1       0        0
Aljabar Boolean                                                                  halaman 3


                                                   1      1         0
Atau

A                 ( A + B )’


B


Operasi logika NAND
Operasi logika ini merupakan gabungan operasi AND dan NOT, Keluarannya merupakan
keluaran gerbang AND yang di inverter.

Simbol                                             Tabel Operasi NAND

A             A.B              ( A . B )’          A      B    ( A . B)’
                                                   0      0          1
                                                   0      1          1
B                                                  1      0          1
                                                   1      1          0
Atau

A                 ( A . B )’


B

Operasi logika EXOR
akan menghasilkan keluaran ‘1’ jika jumlah masukan yang bernilai ‘1’ berjumlah ganjil.

Simbol                                             Tabel Operasi EXOR

A                   Y                              A      B      A+B
                                                   0      0       0
                                                   0      1       1
B                                                  1      0       1
                                                   1      1       0
Operasi logika EXNOR
Operasi ini akan menghasilkan keluaran ‘1’ jika jumlah masukan yang bernilai ‘1’ berjumlah
genap atau tidak ada sama sekali.

Simbol                                             Tabel Operasi EXNOR

A                   Y                              A      B      A+B
                                                   0      0       1
                                                   0      1       0
B                                                  1      0       0
Aljabar Boolean                                                                      halaman 4


                                                          1         1   1

Ekspresi Boolean
        Pada aljabar Boolean dua-nilai, B = {0, 1}. Kedua elemen B ini seringkali disebut
elemen biner atau bit (singkatan binary bit). Peubah (variable) x disebut peubah Boolean atau
peubah biner jika nilainya hanya dari B. Ekspresi Booleandibentuk dari elemen – elemen B
dan / atau peubah – peubah yang dapat dikombinasikan satu sama lain dengan operator +, .,
dan ‘. Secara formal, ekspresi Boolean dapat didefinisikan secara rekursif sebagai berikut.
(Definisi 2.2) Misalkan (B, +, ., ‘, 0, 1) 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.
Jadi menurut definisi 2.2 di atas, setiap ekspresi di bawah ini,
0
1
a
b
c
a+b
a.b
a’ . (b + c)
a . b’ + a . b . c + b’, dan sebagainya
adalah ekspresi Boolean. Ekspresi Boolean yang mengandung n peubah dinamakan ekspresi
Boolean bagi n peubah. Dalam penulisan ekspresi Boolean selanjutnya, kita menggunakan
perjanjian berikut : tanda kurung ‘()’ mempunyai prioritas pengerjaan paling tinggi, kemudian
diikuti dengan operator ‘, + dan A. Sebagai contoh, ekspresi a + b . c berarti a + (b . c), bukan
(a + b) . c dan ekspresi a . b’ berarti a . (b’), bukan (a . b)’.
Mengevaluasi Ekspresi Boolean

    •   Contoh: a’⋅ (b + c)
Aljabar Boolean                                                                   halaman 5



       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 â‹… (b + c) = (a . b) + (a â‹… c)

Contoh. Perlihatkan bahwa a + a’b = a + b .
Penyelesaian:

   a     b        a’        a’b           a + a’b       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 â‹… 0 , bukan a0

Prinsip Dualitas

   •   Misalkan S adalah kesamaan (identity) di dalam aljabar Boolean yang melibatkan
       operator +,      â‹…, dan komplemen, maka jika pernyataan S* diperoleh dengan cara
       mengganti

                â‹… dengan +
                + dengan â‹…
                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
Aljabar Boolean                                                                      halaman 6


       (ii) a(a‘ + b) = ab         dualnya a + a‘b = a + b
Hukum-hukum Aljabar Boolean
 1. Hukum identitas:                             2. Hukum idempoten:
    (i) a + 0 = a                                    (i) a + a = a
    (ii) a â‹… 1 = a                                   (ii) a â‹… 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)’ = a’b’
     (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 + a’b = a + b dan (ii) a(a’ + b) = ab
Penyelesaian:
       (i)    a + a’b = (a + ab) + a’b           (Penyerapan)
                       = a + (ab + a’b)          (Asosiatif)
                       = a + (a + a’)b           (Distributif)
                       =a+1•b                    (Komplemen)
                       =a+b                      (Identitas)
       (ii) adalah dual dari (i)


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.
Aljabar Boolean                                                                         halaman 7


   •   Misalkan sebuah fungsi Boolean adalah

       f(x, y, z) = xyz + x’y + y’z

       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) = x’y + xy’+ y’
3. f(x, y) = x’ y’
4. f(x, y) = (x + y)’
5. f(x, y, z) = xyz’

   •   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
Aljabar Boolean                                                                     halaman 8


Penjumlahan dan perkalian Boolen
                  Misalkan f dan g adalah dua buah fungsi Boolean dengan n peubah, maka
                  penjumlahan f + g didefinisikan sebagai berikut :
(f + g) (x1+x2 . . .+xn) = f (x1+x2 . . .+xn) + g (x1+x2 . . .+xn)
Sedangkan perkalian f.g didefinisikan
(f . g) = (x1+x2 . . .+xn) = f (x1+x2 . . .+xn) g (x1+x2 . . .+xn)
Contoh :
Misalkan f(x,y) = xy’ + y dan g(x,y) = x’ + y’
Maka h (x,y) = (f + g) = xy’ + y + x’ + y’
Yang bila disederhanakan lebih lanjut menjadi
Penjumlahan (x,y) = ( xy’ + x’ + U + y’) = xy’ + x’ + 1 = xy’ + x’ dan
Perkalian (x.y) = f . g = ( xy’ + y ) ( x’ + y’ )
Komplemen Fungsi
          Bila sebuah fungsi Boolean dikomplemenkan, kita memperoleh fungsi komplemen.
Fungsi komplemen berguna pada saat kita melakukan penyederhanaan fungsi Boolean.
Fungsi komplemen dari suatu fungsi f, yaitu f ’ dapat dicari dengan dua cara berikut :
1. Cara pertama : menggunakan hukum De Morgan
Hukum De Morgan untuk dua buah peubah, x1 dan x2 adalah
(i) (x1 + x2)’ = x1’x2’
(ii) dan dualnya : (x1 . x2)’ = x1’ + x2’
Hukum De Morgan untuk tiga buah peubah, x1, x2 dan x3 adalah
(i) (x1 + x2 + x3)’ = (x1 + y’) , yang dalam hal ini y = x2 + x3
= x1’y’
= x1’(x2 + x3)’
= x1’x2’x3’
(ii) dan dualnya : (x1 . x2 . x3)’ = x1’ + x2’ + x3’
Hukum De Morgan untuk n buah peubah, x1, x2, ... ,xn, adalah
(iii) (x1 + x2 + ... + xn)’ = x1’ x2’ ... xn’
(iv) dan dualnya : (x1 . x2 . ... . xn)’ = x1’ + x2’ + ... + xn’
Aljabar Boolean                                                                    halaman 9


2. Cara kedua : menggunakan prinsip dualitas.
Tentukan dual dari ekspresi Boolean yang merepresentasikan f, lalu komplemenkan setiap
literal di dalam dual tersebut. Bentuk akhir yang diperoleh menyatakan fungsi komplemen.
Sebagai contoh,
Misalkan f(x, y, z) = x(y’z’ + yz), maka dual dari ekspresi Booleannya adalah
x + (y’ + z’) (y + z)
Komplemenkan tiap literal dari dual di atas menjadi
x’ + (y + z) (y’ + z’) = f ’
Jadi, f‘(x, y, z) = x’ + (y + z) (y’ + z’)
Bentuk Kanonik
        Ekspresi Boolean yang menspesifikasikan suatu fungsi dapat disajikan dalam dua
bentuk. Pertama, sebagai penjumlahan dari hasil kali dan kedua sebagai perkalian dari hasil
jumlah. Misalnya,


f(x, y, z) = x’y’z + xy’z’ + xyz
dan
g(x, y, z) = (x + y + z) (x + y’ + z) (x + y’ + z’) (x’ + y + z’) (x’ + y’ + z)
adalah dua buah fungsi yang sama (dapat ditunjukkan dari tabel kebenarannya). Fungsi yang
pertama, f, muncul dalam bentuk penjumlahan dari hasil kali, sedangkan fungsi yang kedua, g,
muncul dalam bentuk perkalian dari hasil jumlah. Perhatikan juga bahwa setiap suku (term) di
dalam ekspresi mengandung literal yang lengkap dalam peubah x, y dan z, baik peubahnya
tanpa komplemen maupun dengan komplemen. Ada dua macam bentuk term, yaitu minterm
(hasil kali) dan maxterm (hasil jumlah).
Ekspresi Boolean yang dinyatakan sebagai penjumlahan dari satu atau lebih minterm atau
perkalian dari satu atau lebih maxterm disebut dalam 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)
Fungsi f(x, y, z) = x’y’z + xy’z’ + xyz dikatakan dalam bentuk SOP dan fungsi g(x, y, z) = (x +
y + z) (x + y’ + z) (x + y’ + z’) (x’ + y + z’) (x’ + y’ + z) dikatakan dalam bentuk POS. Nama
lain untuk SOP adalah bentuk normal disjungtif (disjunctive normal form) dan nama lain POS
Aljabar Boolean                                                                       halaman 10


adalah bentuk normal konjungtif (conjunctive normal form). Minterm dilambangkan sebagai
huruf m kecil berindeks. Indeks menyatakan nilai desimal dari string biner yang
merepresentasikan term. Misalnya pada term dengan 2 peubah x dan y, indeks 0 pada m0
menyatakan nilai desimal dari 00 (x = 0 dan y = 0), indeks 1 pada m1 menyatakan nilai
desimal dari 01 (x = 0 dan y = 1) dan seterusnya. Jadi, untuk minterm dari 3 peubah (x, y, dan
z), jika ditulis m6 maka ini berarti minterm xyz’ karena 6 (desimal) = 110 (biner); di sini x = 1,
y = 1 dan z = 0. Peubah x dan y dinyatakan tanpa komplemen sedangkan peubah z dinyatakan
dengan komplemen karena bernilai 0, sehingga ditulis xyz’. Maxterm dilambangkan sebagai
huruf M besar berindeks. Indeks menyatakan nilai desimal dari string biner yang
merepresentasikan x + y. Misalnya pada term dengan 2 peubah x dan y, indeks 0 pada M0
menyatakan nilai desimal dari 00 (x = 0 dan y = 0), indeks 1 pada M1 menyatakan nilai
desimal dari 01 (x = 0 dan y = 1) dan seterusnya. Jadi, untuk maxterm dari 3 peubah (x, y, dan
z), jika ditulis M6 maka ini berarti maxterm x’ + y’ + z karena 6 (desimal) = 110 (biner);
di sini x = 1, y = 1 dan z = 0. Peubah x dan y dinyatakan dengan komplemen sedangkan
peubah z dinyatakan tanpa komplemen karena bernilai 0, sehingga ditulis x’ + y’ + z.


Tabel Minterm dan Maxterm dengan dua peubah
Aljabar Boolean                                                               halaman 11


Tabel Minterm dan Maxterm dengan tiga peubah




Konversi Antar Bentuk Kanonik
        Fungsi Boolean dalam bentuk kanonik SOP dapat ditransformasi ke bentuk kanonik
POS, demikian pula sebaliknya. Misalkan f adalah fungsi Boolean dalam bentuk SOP dengan
tiga peubah :
f(x, y, z) = 3(1, 4, 5, 6, 7)
dan f ’ adalah fungsi komplemen dari f,
f ‘(x, y, z) = 3(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’
= (x’y’z’)’ . (x’yz’)’ . (x’yz)’
= (x + y + z) . (x + y’ + z) . (x + y’ + z’)
= M0 M2 M3
= M0 M2 M3
Jadi, f (x, y, z) = J(0, 2, 3) = 3(1, 4, 5, 6, 7)
Aljabar Boolean                                                                 halaman 12


Bentuk Baku
         Dua bentuk kanonik adalah bentuk dasar yang diperoleh dengan membaca fungsi dari
tabel kebenaran. Bentuk ini umumnya sangat jarang muncul, karena setiap suku (term) di
dalam bentuk kanonik harus mengandung literal lengkap, baik dalam bentuk normal (x) atau
dalam bentuk komplemennya (x’). Cara lain untuk mengekspresikan fungsi Boolean adalah
bentuk baku (standard). Pada bentuk ini, suku – suku yang membentuk fungsi dapat
mengandung satu, dua, atau sejumlah literal. Dua tipe bentuk baku adalah bentuk baku SOP
dan bentuk baku POS. Contohnya,
f(x, y, z) = y’ + xy + x’yz (bentuk baku SOP)
f(x, y, z) = x(y’ + z)(x’ + y + z’) (bentuk baku POS)
Perbedaan antara bentuk kanonik dan bentuk baku adalah, pada bentuk kanonik, setiap term
harus mengandung literal lengkap, sedangkan pada bentuk baku setiap term tidak mengandung
literal lengkap.


Aplikasi Aljabar Boolean

Rangkaian Digital Elektronik


    x                             x
                       xy                              x+ y          x           x'
    y                             y

        Gerbang AND                   Gerbang OR              Gerbang NOT (inverter)


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

Jawab: (a) Cara pertama

               x
                                                xy
               y

                                                                xy+x'y
                            x'
               x
                                                 x'y
               y
Aljabar Boolean                                                                                                                          halaman 13


          (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



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
Aljabar Boolean                                                                 halaman 14


Penyederhanaan Fungsi Boolean

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

       x'                                              x
                          x '+ y '   ekivalen dengan           ( xy )'
       y'                                              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
                Jumlah literal di dalam sebuah fungsi Boolean dapat diminimumkan dengan
        trik manipulasi aljabar. Sayangnya, tidak ada aturan khusus yang harus diikuti yang
        akan menjamin menuju ke jawaban akhir. Metode yang tersedia adalah prosedur yang
        cut-and-try yang memanfaatkan postulat, hukum – hukum dasar, dan metode
        manipulasi lain yang sudah dikenal. Sebagai contoh,
f(x, y, z) = xz’ + y’z + xyz’
= xz’ . 1 + y’z + xyz’ (Hukum identitas)
= xz’ (1 + y) + y’z (Hukum distributif)
= xz’ . 1 + y’z (Hukum dominansi)
f(x, y, z) = xz’ + y’z (Hukum identitas)

Contoh:
   1. f(x, y) = x + x’y
              = (x + x’)(x + y)
              = 1 â‹… (x + y )
              =x+y
   2. f(x, y, z) = x’y’z + x’yz + xy’
                  = x’z(y’ + y) + xy’
                  = x’z + xz’
Aljabar Boolean                                                                     halaman 15




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

  4. Metode Peta Karnaugh
              Metode Peta Karnaugh (atau K-map) merupakan metode grafis untu
       menyederhanakan fungsi Boolean. Metode ini ditemukan oleh Maurice Karnaug pada
       tahun 1953. Peta Karnaugh adalah sebuah diagram / peta yang terbentuk dar kotak –
       kotak (berbentuk bujursangkar) yang bersisian. Tiap kotak merepresentasika sebuah
       minterm. Tiap kotak dikatakan bertetangga jika minterm – minterm yan
       merepresentasikannya berbeda hanya 1 buah literal Peta Karnaugh dapat dibentuk dari
       fungsi Boolean yang dispesifikasikan dengan ekspresi Boolean maupun fungsi yang
       direpresentasikan dengan tabe kebenaran.
  5. Metode Quine-McCluskey
              Metode peta Karnaugh hanya cocok digunakan jika fungsi Boolea mempunyai
       jumlah peubah yang tidak besar. Jika peubah yang terlibat pada suat fungsi Boolean
       dalam jumlah yang besar maka penggunaan peta Karnaugh menjad semakin rumit,
       sebab ukuran peta bertambah besar. Selain itu, metode peta Karnaug lebih sulit
       diprogram       dengan     komputer     karena   diperlukan   pengamatan   visual   untu
       mengidentifikasi minterm – minterm yang akan dikelompokkan. Untuk itu diperluka
       metode penyederhanaan yang lain yang dapat diprogram dan dapat digunakan untu
       fungsi Boolean dengan sembarang jumlah peubah. Metode alternatif tersebut adala
       metode Quine-McCluskey.
              Metode Quine-McCluskey adalah sebuah metode yang digunakan untuk
       menyederhanakan fungsi Boolean, khususnya fungsi Boolean yang memiliki jumlah
       peubah yang besar (di atas 6 buah). Metode Quine-McCluskey dikembangkan oleh
       W.V. Quine dan E.J. McCluskey pada tahun 1950 Metode ini mengubah sebuah fungsi
       Boolean menjadi sebuah himpuna bentuk prima, dimana sebanyak mungkin peubah
       dieliminasi (dihilangkan) secar maksimal, hingga didapat fungsi Boolean yang paling
       sederhana. Ini dapat dilakuka dengan melakukan perulangan penggunaan hukum
       komplemen, a + a’ = 1. Sebaga contoh, fungsi Boolean dengan empat peubah dalam
Aljabar Boolean                                                                     halaman 16


        bentuk SOP : f(a, b, c, d) = 3(311) = 3(0011, 1011) = a’b’cd + ab’cd dan f(a, b, c, d) =
        3(7, 11) = 3(0111, 1011) a’b’cd + ab’cd.




                 Pada contoh(a), kedua minterm tersebut dapat dikombinasikan menjad sebuah
        bentuk prima yaitu (3,11), karena memiliki tepat satu perbedaan bit pad posisi bit
        nomor satu. Hasil kombinasi dalam bentuk prima (3,11) menyatakan bahw peubah ‘a’
        telah dieleminasi. Hal ini sesuai dengan hukum komplemen, a + a’ = 1 Pada contoh(b),
        kedua minterm tersebut tidak dapat dikombinasikan menjad sebuah bentuk prima,
        karena memiliki dua perbedaan bit pada posisi bit nomor sat dan dua. Setiap kombinasi
        dari minterm yang dapat membentuk sebuah bentuk prim baru harus memiliki tepat
        satu perbedaan bit pada posisi yang sama.
Penyederhanaan Rangkaian logika
        Teknik minimasi fungsi Boolean dengan peta Karnaugh mempunyai terapan yang
sangat penting dalam menyederhanakan rangkaian logika. Penyederhanaan rangkaian dapat
mengurangi jumlah gerbang logika yang digunakan, bahkan dapat mengurangi jumlah kawat
masukan.
        Contoh
Minimasikan fungsi Boolean
ƒ ( x, y, z ) = x’yz + x’yz’ + xy’z’ + xy’z
Gambarkan rangkaian logikanya
Jawab
Rangkaian logika fungsi Æ’ ( x, y, z ) Sebelum diminimasikan adalah seperti di bawah ini :
Minimasi dengan Peta Karnaugh adalah sebagai berikut :
Aljabar Boolean                                                                 halaman 17




Fungsi boolean hasil minimasi adalah ƒ ( x, y, z ) = x’y + xy’ dan rangkaian logikanya
ditunjukkan di bawah ini :
Penyederhanaan Jaringan Pensaklaran
Seperti penyederhanaan rangkaian logika, Peta Karnaugh dapat diterapkan untuk
menyederhanakan jaringan pensaklaran. Tinjau kembali rangkaian di bawah ini :




        Didapatkan Boolean yang mempresentasikan rangkaian pensaklaran di atas adalah
x’y + ( x’ + xy ) z + x ( y + y’z + z )
Dengan menggunakan Peta Karnaugh hasil penyederhanaan ekspresi Boolean menjadi       y+z
sehingga rangkaian pensaklarannya menjadi sebagai berikut :
Aljabar Boolean                                                                    halaman 18


                                     Daftar Pustaka

Ratnasari, Titi S.Si,M.S.Si. Modul 12 Ekspresi Boolean. Universitas Marcubuana.
Anggraeni, Enny S.kom. Aplikasi Aljabar Boole. Universitas Marcubuana.
http://radar.ee.itb.ac.id/~suksmono/Lectures/el2009/ppt/9.%20Aljabar%20Boole.pdf
http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._MATEMATIKA/KHUSNUL_NOVIANI
GSIH/FUNGSI_BOOLEAN.pdf
http://ketinggalan.files.wordpress.com/2010/11/definisi-aljabar-boolean-versi-11.pdf
http://lecturer.eepis-its.edu/~prima/elektronika
%20digital/elektronika_digital1/bahan_ajar/Bab3a_Aljabar%20Boolean1.pdfp

More Related Content

Aljabar boolean edit by faruq asnani

  • 1. Aljabar Boolean halaman 1 ALJABAR BOOLEAN Definisi Aljabar boolean Aljabar boolean merupakan aljabar yang berhubungan dengan variabel-variabel biner dan operasi-operasi logik. Variabel-variabel diperlihatkan dengan huruf-huruf alfabet, dan tiga operasi dasar dengan AND, OR dan NOT (komplemen). Fungsi boolean terdiri dari variabel- variabel biner yang menunjukkan fungsi, suatu tanda sama dengan, dan suatu ekspresi aljabar yang dibentuk dengan menggunakan variabel-variabel biner, konstanta-konstanta 0 dan 1, simbol-simbol operasi logik, dan tanda kurung. Suatu fungsi boolean bisa dinyatakan dalam tabel kebenaran. Suatu tabel kebenaran untuk fungsi boolean merupakan daftar semua kombinasi angka-angka biner 0 dan 1 yang diberikan ke variabel-variabel biner dan daftar yang memperlihatkan nilai fungsi untuk masing-masing kombinasi biner. Aljabar boolean mempunyai 2 fungsi berbeda yang saling berhubungan. Dalam arti luas, aljabar boolean berarti suatu jenis simbol-simbol yang ditemukan oleh George Boole untuk memanipulasi nilai-nilai kebenaran logika secara aljabar. Dalam hal ini aljabar boolean cocok untuk diaplikasikan dalam komputer. Disisi lain, aljabar boolean juga merupakan suatu struktur aljabar yang operasi-operasinya memenuhi aturan tertentu. DASAR OPERASI LOGIKA : Memberikan batasan yang pasti dari suatu keadaan, sehingga suatu keadaan tidak dapat berada dalam dua ketentuan sekaligus. Dalam logika dikenal aturan sbb : ♦ Suatu keadaan tidak dapat dalam keduanya benar dan salah sekaligus ♦ Masing-masing adalah benar / salah. ♦ Suatu keadaan disebut benar bila tidak salah. Dalam ajabar boolean keadaan ini ditunjukkan dengan dua konstanta : LOGIKA ‘1’ dan ‘0’
  • 2. Aljabar Boolean halaman 2 Operasi Aljabar Boolean : Operasi logika NOT ( Invers ) Operasi merubah logika 1 ke 0 dan sebaliknya  x = x’ Tabel Operasi NOT Simbol X X’ 0 1 1 0 Operasi logika AND ♦ Operasi antara dua variabel (A,B) ♦ Operasi ini akan menghasilkan logika 1, jika kedua variabel tersebut berlogika 1 Simbol Tabel operasi AND A B A.B A A.B 0 0 0 0 1 0 1 0 0 B 1 1 1 Operasi logika OR Operasi antara 2 variabel (A,B) Operasi ini akan menghasilkan logika 0, jika kedua variabel tersebut berlogika 0. Simbol Tabel Operasi OR A A+B A B A+B 0 0 0 0 1 1 B 1 0 1 1 1 1 Operasi logika NOR Operasi ini merupakan operasi OR dan NOT, keluarannya merupakan keluaran operasi OR yang di inverter. Simbol Tabel Operasi NOR A A+B ( A + B )’ A B ( A + B)’ 0 0 1 0 1 0 B 1 0 0
  • 3. Aljabar Boolean halaman 3 1 1 0 Atau A ( A + B )’ B Operasi logika NAND Operasi logika ini merupakan gabungan operasi AND dan NOT, Keluarannya merupakan keluaran gerbang AND yang di inverter. Simbol Tabel Operasi NAND A A.B ( A . B )’ A B ( A . B)’ 0 0 1 0 1 1 B 1 0 1 1 1 0 Atau A ( A . B )’ B Operasi logika EXOR akan menghasilkan keluaran ‘1’ jika jumlah masukan yang bernilai ‘1’ berjumlah ganjil. Simbol Tabel Operasi EXOR A Y A B A+B 0 0 0 0 1 1 B 1 0 1 1 1 0 Operasi logika EXNOR Operasi ini akan menghasilkan keluaran ‘1’ jika jumlah masukan yang bernilai ‘1’ berjumlah genap atau tidak ada sama sekali. Simbol Tabel Operasi EXNOR A Y A B A+B 0 0 1 0 1 0 B 1 0 0
  • 4. Aljabar Boolean halaman 4 1 1 1 Ekspresi Boolean Pada aljabar Boolean dua-nilai, B = {0, 1}. Kedua elemen B ini seringkali disebut elemen biner atau bit (singkatan binary bit). Peubah (variable) x disebut peubah Boolean atau peubah biner jika nilainya hanya dari B. Ekspresi Booleandibentuk dari elemen – elemen B dan / atau peubah – peubah yang dapat dikombinasikan satu sama lain dengan operator +, ., dan ‘. Secara formal, ekspresi Boolean dapat didefinisikan secara rekursif sebagai berikut. (Definisi 2.2) Misalkan (B, +, ., ‘, 0, 1) 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. Jadi menurut definisi 2.2 di atas, setiap ekspresi di bawah ini, 0 1 a b c a+b a.b a’ . (b + c) a . b’ + a . b . c + b’, dan sebagainya adalah ekspresi Boolean. Ekspresi Boolean yang mengandung n peubah dinamakan ekspresi Boolean bagi n peubah. Dalam penulisan ekspresi Boolean selanjutnya, kita menggunakan perjanjian berikut : tanda kurung ‘()’ mempunyai prioritas pengerjaan paling tinggi, kemudian diikuti dengan operator ‘, + dan A. Sebagai contoh, ekspresi a + b . c berarti a + (b . c), bukan (a + b) . c dan ekspresi a . b’ berarti a . (b’), bukan (a . b)’. Mengevaluasi Ekspresi Boolean • Contoh: a’⋅ (b + c)
  • 5. Aljabar Boolean halaman 5 jika a = 0, b = 1, dan c = 0, maka hasil evaluasi ekspresi: 0’⋅ (1 + 0) = 1 â‹… 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 â‹… (b + c) = (a . b) + (a â‹… c) Contoh. Perlihatkan bahwa a + a’b = a + b . Penyelesaian: a b a’ a’b a + a’b 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 (â‹…) 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 â‹… 0 , bukan a0 Prinsip Dualitas • Misalkan S adalah kesamaan (identity) di dalam aljabar Boolean yang melibatkan operator +, â‹…, dan komplemen, maka jika pernyataan S* diperoleh dengan cara mengganti â‹… dengan + + dengan â‹… 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 â‹… 1)(0 + a’) = 0 dualnya (a + 0) + (1 â‹… a’) = 1
  • 6. Aljabar Boolean halaman 6 (ii) a(a‘ + b) = ab dualnya a + a‘b = a + b Hukum-hukum Aljabar Boolean 1. Hukum identitas: 2. Hukum idempoten: (i) a + 0 = a (i) a + a = a (ii) a â‹… 1 = a (ii) a â‹… a = a 3. Hukum komplemen: 4. Hukum dominansi: (i) a + a’ = 1 (i) a â‹… 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)’ = a’b’ (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 + a’b = a + b dan (ii) a(a’ + b) = ab Penyelesaian: (i) a + a’b = (a + ab) + a’b (Penyerapan) = a + (ab + a’b) (Asosiatif) = a + (a + a’)b (Distributif) =a+1•b (Komplemen) =a+b (Identitas) (ii) adalah dual dari (i) 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.
  • 7. Aljabar Boolean halaman 7 • Misalkan sebuah fungsi Boolean adalah f(x, y, z) = xyz + x’y + y’z 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 â‹… 0 â‹… 1 + 1’ â‹… 0 + 0’⋅ 1 = 0 + 0 + 1 = 1 . Contoh. Contoh-contoh fungsi Boolean yang lain: 1. f(x) = x 2. f(x, y) = x’y + xy’+ y’ 3. f(x, y) = x’ y’ 4. f(x, y) = (x + y)’ 5. f(x, y, z) = xyz’ • 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
  • 8. Aljabar Boolean halaman 8 Penjumlahan dan perkalian Boolen Misalkan f dan g adalah dua buah fungsi Boolean dengan n peubah, maka penjumlahan f + g didefinisikan sebagai berikut : (f + g) (x1+x2 . . .+xn) = f (x1+x2 . . .+xn) + g (x1+x2 . . .+xn) Sedangkan perkalian f.g didefinisikan (f . g) = (x1+x2 . . .+xn) = f (x1+x2 . . .+xn) g (x1+x2 . . .+xn) Contoh : Misalkan f(x,y) = xy’ + y dan g(x,y) = x’ + y’ Maka h (x,y) = (f + g) = xy’ + y + x’ + y’ Yang bila disederhanakan lebih lanjut menjadi Penjumlahan (x,y) = ( xy’ + x’ + U + y’) = xy’ + x’ + 1 = xy’ + x’ dan Perkalian (x.y) = f . g = ( xy’ + y ) ( x’ + y’ ) Komplemen Fungsi Bila sebuah fungsi Boolean dikomplemenkan, kita memperoleh fungsi komplemen. Fungsi komplemen berguna pada saat kita melakukan penyederhanaan fungsi Boolean. Fungsi komplemen dari suatu fungsi f, yaitu f ’ dapat dicari dengan dua cara berikut : 1. Cara pertama : menggunakan hukum De Morgan Hukum De Morgan untuk dua buah peubah, x1 dan x2 adalah (i) (x1 + x2)’ = x1’x2’ (ii) dan dualnya : (x1 . x2)’ = x1’ + x2’ Hukum De Morgan untuk tiga buah peubah, x1, x2 dan x3 adalah (i) (x1 + x2 + x3)’ = (x1 + y’) , yang dalam hal ini y = x2 + x3 = x1’y’ = x1’(x2 + x3)’ = x1’x2’x3’ (ii) dan dualnya : (x1 . x2 . x3)’ = x1’ + x2’ + x3’ Hukum De Morgan untuk n buah peubah, x1, x2, ... ,xn, adalah (iii) (x1 + x2 + ... + xn)’ = x1’ x2’ ... xn’ (iv) dan dualnya : (x1 . x2 . ... . xn)’ = x1’ + x2’ + ... + xn’
  • 9. Aljabar Boolean halaman 9 2. Cara kedua : menggunakan prinsip dualitas. Tentukan dual dari ekspresi Boolean yang merepresentasikan f, lalu komplemenkan setiap literal di dalam dual tersebut. Bentuk akhir yang diperoleh menyatakan fungsi komplemen. Sebagai contoh, Misalkan f(x, y, z) = x(y’z’ + yz), maka dual dari ekspresi Booleannya adalah x + (y’ + z’) (y + z) Komplemenkan tiap literal dari dual di atas menjadi x’ + (y + z) (y’ + z’) = f ’ Jadi, f‘(x, y, z) = x’ + (y + z) (y’ + z’) Bentuk Kanonik Ekspresi Boolean yang menspesifikasikan suatu fungsi dapat disajikan dalam dua bentuk. Pertama, sebagai penjumlahan dari hasil kali dan kedua sebagai perkalian dari hasil jumlah. Misalnya, f(x, y, z) = x’y’z + xy’z’ + xyz dan g(x, y, z) = (x + y + z) (x + y’ + z) (x + y’ + z’) (x’ + y + z’) (x’ + y’ + z) adalah dua buah fungsi yang sama (dapat ditunjukkan dari tabel kebenarannya). Fungsi yang pertama, f, muncul dalam bentuk penjumlahan dari hasil kali, sedangkan fungsi yang kedua, g, muncul dalam bentuk perkalian dari hasil jumlah. Perhatikan juga bahwa setiap suku (term) di dalam ekspresi mengandung literal yang lengkap dalam peubah x, y dan z, baik peubahnya tanpa komplemen maupun dengan komplemen. Ada dua macam bentuk term, yaitu minterm (hasil kali) dan maxterm (hasil jumlah). Ekspresi Boolean yang dinyatakan sebagai penjumlahan dari satu atau lebih minterm atau perkalian dari satu atau lebih maxterm disebut dalam 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) Fungsi f(x, y, z) = x’y’z + xy’z’ + xyz dikatakan dalam bentuk SOP dan fungsi g(x, y, z) = (x + y + z) (x + y’ + z) (x + y’ + z’) (x’ + y + z’) (x’ + y’ + z) dikatakan dalam bentuk POS. Nama lain untuk SOP adalah bentuk normal disjungtif (disjunctive normal form) dan nama lain POS
  • 10. Aljabar Boolean halaman 10 adalah bentuk normal konjungtif (conjunctive normal form). Minterm dilambangkan sebagai huruf m kecil berindeks. Indeks menyatakan nilai desimal dari string biner yang merepresentasikan term. Misalnya pada term dengan 2 peubah x dan y, indeks 0 pada m0 menyatakan nilai desimal dari 00 (x = 0 dan y = 0), indeks 1 pada m1 menyatakan nilai desimal dari 01 (x = 0 dan y = 1) dan seterusnya. Jadi, untuk minterm dari 3 peubah (x, y, dan z), jika ditulis m6 maka ini berarti minterm xyz’ karena 6 (desimal) = 110 (biner); di sini x = 1, y = 1 dan z = 0. Peubah x dan y dinyatakan tanpa komplemen sedangkan peubah z dinyatakan dengan komplemen karena bernilai 0, sehingga ditulis xyz’. Maxterm dilambangkan sebagai huruf M besar berindeks. Indeks menyatakan nilai desimal dari string biner yang merepresentasikan x + y. Misalnya pada term dengan 2 peubah x dan y, indeks 0 pada M0 menyatakan nilai desimal dari 00 (x = 0 dan y = 0), indeks 1 pada M1 menyatakan nilai desimal dari 01 (x = 0 dan y = 1) dan seterusnya. Jadi, untuk maxterm dari 3 peubah (x, y, dan z), jika ditulis M6 maka ini berarti maxterm x’ + y’ + z karena 6 (desimal) = 110 (biner); di sini x = 1, y = 1 dan z = 0. Peubah x dan y dinyatakan dengan komplemen sedangkan peubah z dinyatakan tanpa komplemen karena bernilai 0, sehingga ditulis x’ + y’ + z. Tabel Minterm dan Maxterm dengan dua peubah
  • 11. Aljabar Boolean halaman 11 Tabel Minterm dan Maxterm dengan tiga peubah Konversi Antar Bentuk Kanonik Fungsi Boolean dalam bentuk kanonik SOP dapat ditransformasi ke bentuk kanonik POS, demikian pula sebaliknya. Misalkan f adalah fungsi Boolean dalam bentuk SOP dengan tiga peubah : f(x, y, z) = 3(1, 4, 5, 6, 7) dan f ’ adalah fungsi komplemen dari f, f ‘(x, y, z) = 3(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’ = (x’y’z’)’ . (x’yz’)’ . (x’yz)’ = (x + y + z) . (x + y’ + z) . (x + y’ + z’) = M0 M2 M3 = M0 M2 M3 Jadi, f (x, y, z) = J(0, 2, 3) = 3(1, 4, 5, 6, 7)
  • 12. Aljabar Boolean halaman 12 Bentuk Baku Dua bentuk kanonik adalah bentuk dasar yang diperoleh dengan membaca fungsi dari tabel kebenaran. Bentuk ini umumnya sangat jarang muncul, karena setiap suku (term) di dalam bentuk kanonik harus mengandung literal lengkap, baik dalam bentuk normal (x) atau dalam bentuk komplemennya (x’). Cara lain untuk mengekspresikan fungsi Boolean adalah bentuk baku (standard). Pada bentuk ini, suku – suku yang membentuk fungsi dapat mengandung satu, dua, atau sejumlah literal. Dua tipe bentuk baku adalah bentuk baku SOP dan bentuk baku POS. Contohnya, f(x, y, z) = y’ + xy + x’yz (bentuk baku SOP) f(x, y, z) = x(y’ + z)(x’ + y + z’) (bentuk baku POS) Perbedaan antara bentuk kanonik dan bentuk baku adalah, pada bentuk kanonik, setiap term harus mengandung literal lengkap, sedangkan pada bentuk baku setiap term tidak mengandung literal lengkap. Aplikasi Aljabar Boolean Rangkaian Digital Elektronik x x xy x+ y x x' y y Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT (inverter) Contoh. Nyatakan fungsi f(x, y, z) = xy + x’y ke dalam rangkaian logika. Jawab: (a) Cara pertama x xy y xy+x'y x' x x'y y
  • 13. Aljabar Boolean halaman 13 (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 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
  • 14. Aljabar Boolean halaman 14 Penyederhanaan Fungsi Boolean Contoh. f(x, y) = x’y + xy’ + y’ x' x x '+ y ' ekivalen dengan ( xy )' y' 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 Jumlah literal di dalam sebuah fungsi Boolean dapat diminimumkan dengan trik manipulasi aljabar. Sayangnya, tidak ada aturan khusus yang harus diikuti yang akan menjamin menuju ke jawaban akhir. Metode yang tersedia adalah prosedur yang cut-and-try yang memanfaatkan postulat, hukum – hukum dasar, dan metode manipulasi lain yang sudah dikenal. Sebagai contoh, f(x, y, z) = xz’ + y’z + xyz’ = xz’ . 1 + y’z + xyz’ (Hukum identitas) = xz’ (1 + y) + y’z (Hukum distributif) = xz’ . 1 + y’z (Hukum dominansi) f(x, y, z) = xz’ + y’z (Hukum identitas) Contoh: 1. f(x, y) = x + x’y = (x + x’)(x + y) = 1 â‹… (x + y ) =x+y 2. f(x, y, z) = x’y’z + x’yz + xy’ = x’z(y’ + y) + xy’ = x’z + xz’
  • 15. Aljabar Boolean halaman 15 3. f(x, y, z) = xy + x’z + yz = xy + x’z + yz(x + x’) = xy + x’z + xyz + x’yz = xy(1 + z) + x’z(1 + y) = xy + x’z 4. Metode Peta Karnaugh Metode Peta Karnaugh (atau K-map) merupakan metode grafis untu menyederhanakan fungsi Boolean. Metode ini ditemukan oleh Maurice Karnaug pada tahun 1953. Peta Karnaugh adalah sebuah diagram / peta yang terbentuk dar kotak – kotak (berbentuk bujursangkar) yang bersisian. Tiap kotak merepresentasika sebuah minterm. Tiap kotak dikatakan bertetangga jika minterm – minterm yan merepresentasikannya berbeda hanya 1 buah literal Peta Karnaugh dapat dibentuk dari fungsi Boolean yang dispesifikasikan dengan ekspresi Boolean maupun fungsi yang direpresentasikan dengan tabe kebenaran. 5. Metode Quine-McCluskey Metode peta Karnaugh hanya cocok digunakan jika fungsi Boolea mempunyai jumlah peubah yang tidak besar. Jika peubah yang terlibat pada suat fungsi Boolean dalam jumlah yang besar maka penggunaan peta Karnaugh menjad semakin rumit, sebab ukuran peta bertambah besar. Selain itu, metode peta Karnaug lebih sulit diprogram dengan komputer karena diperlukan pengamatan visual untu mengidentifikasi minterm – minterm yang akan dikelompokkan. Untuk itu diperluka metode penyederhanaan yang lain yang dapat diprogram dan dapat digunakan untu fungsi Boolean dengan sembarang jumlah peubah. Metode alternatif tersebut adala metode Quine-McCluskey. Metode Quine-McCluskey adalah sebuah metode yang digunakan untuk menyederhanakan fungsi Boolean, khususnya fungsi Boolean yang memiliki jumlah peubah yang besar (di atas 6 buah). Metode Quine-McCluskey dikembangkan oleh W.V. Quine dan E.J. McCluskey pada tahun 1950 Metode ini mengubah sebuah fungsi Boolean menjadi sebuah himpuna bentuk prima, dimana sebanyak mungkin peubah dieliminasi (dihilangkan) secar maksimal, hingga didapat fungsi Boolean yang paling sederhana. Ini dapat dilakuka dengan melakukan perulangan penggunaan hukum komplemen, a + a’ = 1. Sebaga contoh, fungsi Boolean dengan empat peubah dalam
  • 16. Aljabar Boolean halaman 16 bentuk SOP : f(a, b, c, d) = 3(311) = 3(0011, 1011) = a’b’cd + ab’cd dan f(a, b, c, d) = 3(7, 11) = 3(0111, 1011) a’b’cd + ab’cd. Pada contoh(a), kedua minterm tersebut dapat dikombinasikan menjad sebuah bentuk prima yaitu (3,11), karena memiliki tepat satu perbedaan bit pad posisi bit nomor satu. Hasil kombinasi dalam bentuk prima (3,11) menyatakan bahw peubah ‘a’ telah dieleminasi. Hal ini sesuai dengan hukum komplemen, a + a’ = 1 Pada contoh(b), kedua minterm tersebut tidak dapat dikombinasikan menjad sebuah bentuk prima, karena memiliki dua perbedaan bit pada posisi bit nomor sat dan dua. Setiap kombinasi dari minterm yang dapat membentuk sebuah bentuk prim baru harus memiliki tepat satu perbedaan bit pada posisi yang sama. Penyederhanaan Rangkaian logika Teknik minimasi fungsi Boolean dengan peta Karnaugh mempunyai terapan yang sangat penting dalam menyederhanakan rangkaian logika. Penyederhanaan rangkaian dapat mengurangi jumlah gerbang logika yang digunakan, bahkan dapat mengurangi jumlah kawat masukan. Contoh Minimasikan fungsi Boolean Æ’ ( x, y, z ) = x’yz + x’yz’ + xy’z’ + xy’z Gambarkan rangkaian logikanya Jawab Rangkaian logika fungsi Æ’ ( x, y, z ) Sebelum diminimasikan adalah seperti di bawah ini : Minimasi dengan Peta Karnaugh adalah sebagai berikut :
  • 17. Aljabar Boolean halaman 17 Fungsi boolean hasil minimasi adalah Æ’ ( x, y, z ) = x’y + xy’ dan rangkaian logikanya ditunjukkan di bawah ini : Penyederhanaan Jaringan Pensaklaran Seperti penyederhanaan rangkaian logika, Peta Karnaugh dapat diterapkan untuk menyederhanakan jaringan pensaklaran. Tinjau kembali rangkaian di bawah ini : Didapatkan Boolean yang mempresentasikan rangkaian pensaklaran di atas adalah x’y + ( x’ + xy ) z + x ( y + y’z + z ) Dengan menggunakan Peta Karnaugh hasil penyederhanaan ekspresi Boolean menjadi y+z sehingga rangkaian pensaklarannya menjadi sebagai berikut :
  • 18. Aljabar Boolean halaman 18 Daftar Pustaka Ratnasari, Titi S.Si,M.S.Si. Modul 12 Ekspresi Boolean. Universitas Marcubuana. Anggraeni, Enny S.kom. Aplikasi Aljabar Boole. Universitas Marcubuana. http://radar.ee.itb.ac.id/~suksmono/Lectures/el2009/ppt/9.%20Aljabar%20Boole.pdf http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._MATEMATIKA/KHUSNUL_NOVIANI GSIH/FUNGSI_BOOLEAN.pdf http://ketinggalan.files.wordpress.com/2010/11/definisi-aljabar-boolean-versi-11.pdf http://lecturer.eepis-its.edu/~prima/elektronika %20digital/elektronika_digital1/bahan_ajar/Bab3a_Aljabar%20Boolean1.pdfp