PERCOBAAN 20 MEMORY RAM A. Tujuan Percobaan 1. Mahasiswa menjelaskan prinsip kerja Memory. 2. Mahasiswa dapat memasukkan data dan alamat. 3. Mahasiswa dapat menampilkan data yang sudah dimasukkan B. Teori Dasar Memory dari sebuah komputer merupakan tempat untuk menyimpan program dan data sebelum operasi perhitungan dimulai. Selama sebuah komputer bekerja dari jawaban-jawaban dari memory, karena itu memory merupakan salah satu bagian yang paling aktif dari sebuah komputer, peranannya tidak terbatas pada penyimpanan program dan data saja, melainkan data juga yang sedang diproses. Gambar 137. Memory Memory disimpan dalam bentuk biner data (informasi dan instruksi) yang dikehendaki dengan sebuah sistem elektronika digital seperti komputer. Satu type terdiri atas barisan-barisan flip-flop yang masing- 179 masing menyimpan 1 bit. Barisan flip-flop ini disusun sehingga bit-bit berada dalam group atau kelompok-kelompok yang biasa disebut dengan kata. Tabel 91. Tabel Memory, Menulis dan Membaca data pada Memory Data Output Data Input Address/Alamat Location (Posisi) D3 D2 D1 D0 0 D C B A D3 D2 D1 D0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 2 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 3 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 4 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 5 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 6 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 7 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 8 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 9 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 10 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 11 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 12 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 13 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 14 15 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 Setiap kata mempunyai lokasi tersendiri atau alamat tersendiri. Alamat memory adalah sama dengan subskip (indeks) dari register yang menimpan kata. Chip pada papan memory pada gambar percobaan memiliki 16 alamat, semuanya dapat menyimpan 4 bit 1 kata, yaitu 16 x 4 = 64 bit memory. 180 Random Acces memory disingkat RAM, artinya memory yang dapat diakses secara acak atau disebut juga memory baca tulis adalah ekivalen dengan sekelompok register yang dapat diamati. Setelah disediakan sebuah alamat, kita dapat membaca isi yang baru ke dalam lokasi memori tersebut. Waktu acces dari suatu memory adalah waktu yang diperlukan untuk membaca kata yang tersimpan setelah bit-bit alamat dimasukkan. Saklar read/white pada papan percobaan menyatakan operasi menulis/membaca Pada write menunjukkan operasi menulis, data input disimpan dalam lokasi memory yang dialamatkan itu setelah menekan tombol enable yang menyebabkan menunjukkan input operasi operasi membaca menulis, pada posisi read isi dari lokasi memory yang dialamatkan akan muncul pada saluran keluaran setelah menekan tombol enable yang menyebabkan input enable bergerak dari 1 ke 0, sehingga melaksanakan opersi membaca. Kekurangan sistem ini karena memory ini bersifat relatif yaitu data yang disimpan akan menguap atau terhapus bila daya listrik dihentikan atau off. Untuk melakukan fungsinya, system digital memerlukan fasilitas memory untuk penyimpanan data secara permanen atau sementara. Memori chip terdiri dari sejumlah sel memori kedalam mana bit-bit data dapat disimpan (atau ditulis). Data yang tersimpan dapat dicari atau dibaca kembali (retrieve) dari piranti tersebut. Sel-sel memori ini dikelompokkan untuk membentuk suatu lokasi memori. Data yang yersimpan pada lokasi-lokasi ini disebut kata (word). Sebuah kata tersusun atas beberapa bit dan merupakan unit dasar dari informasi pada system tersebut. RAM (Random Acces Memory) adalah memori chip volatile dimana pengguna dapat membaca data dan menuliskan 181 data kedalamnya, sehingga memori ini sering juga disebut memori baca/ tulis. Lokasi-lokasi memori dapat diakses secara acak dengan menempatkan alamat dari lokasi yang dipilih ke jalur alamat. RAM dikelompokkan kedalam dua kategori utama bergantung pada teknik penyimpanan yang digunakan : dinamis atau statis. Dynamic RAM (DRAM) menyimpan informasi dalam bentuk muatan didalam kapasitor. Tetapi, karena sering terjadi kebocoran, muatan sering hilang, dan harus diisi ulang melewati suatu proses yang disebut refreshing. (sumber : KF Ibrahim “Teknik Digital” hal. 109 dan 113) Pada tabel terlihat bahwa terdapat data 4 bit (nibble) yaitu D0, D1, D2, dan D3 yang akan disimpan pada alamat A, B, C, dan D dari suatu memory. Data 4 bit ini dapat dikombinasikan menjadi 16 variasi, begitupun dengan address-nya juga terdiri dari 4 bit sehingga dapat dikombinasikan menjadi 16 variasi sehingga memory ini memiliki jumlah sel memory sebanyak : 2n x n = 24 x 4 = 16 x 4 = 64 sel memory Dimana : n = jumlah bit address. Oleh karena itu, setiap sel memory hanya dapat menyimpan 1 bit data input sedangkan 1 address memory dapat menyimpan 4 bit data. Data input 0000 pada tabel disimpan pada alamat memory 1111, kemudian data 0001 disimpan pada alamat memory 0001, data 0010 disimpan pada alamat memory 0010, dan seterusnya hingga pada baris terakhir pada tabeldimana data 1111 disimpan pada alamat memory 0000. Data-data yang telah ditulis/ disimpan kemudian dibaca/ diingat kembali dan cara pengaksesannya dapat dilakukan secara acak yaitu 182 dalam menentukan alamat yang mana yang ingin dibaca datanya, boleh tanpa berurutan yaitu yang dimulai dari alamat 1111 hingga 0000, misalnya kita ingin membaca data yang tersimpan pada address 0000 maka yang akan ditampilkan nanti adalah data 1111 seperti yang telah diinputkan sebelumnya. Begitupun untuk pembacaan datadata lainnya pada tabel 1 yang telah ditulis sebelumnya pada alamat yang telah ditentukan ditentukan. Salah satu jenis peralatan memori semikonduktor yang digunakan dalam elektronika digital ialah memori jalan masuk acak (randomacces memori). RAM merupakan memori yang dapat kita “ajar”. Sesudah prose “mengajar-belajar” (disebut menulis), RAM mengingat informasi untuk sesaat dan informasi yang tersimpan pada RAM dapat dipanggil kembali, atau “diingat”, pada setiap waktu. Kita katakan bahwakita dapat menulis informasi (0 dan 1) kedalam memori, dan membaca atau memanggil kembali informasi. RAM juga disebut memori baca/tulis atau memori bantalan-penggores (scratch memori). (sumber : Roger L. Tokheim “Elektronika Digital” hal. 245) C. Gambar Percobaan Gambar 138. Memory 183 Gambar 139. Rangkaian Memori D. Alat dan Bahan 1. IC 7404 = 2 Buah 2. IC 7408 = 1 Buah 3. IC 7410 = 2 Buah 4. IC 7420 = 1 Buah 5. IC 7432 = 1 Buah 6. IC 7474 = 2 Buah 7. Jumper secukupnya E. Langkah Kerja 2 x 2 RAM 1. Memasang IC berikut pada papan rangkaian logika. 2-7404 Hex Inverter 1-7408 IC gerbang AND dua input 2-7410 gerbang NAND tiga input 1-7420 gerbang NAND empat input 1-7432 IC gerbang OR dua input 2-7474 Dual D Flip-Flop 184 2. Merangkai sesuai pada gambar 142. 3. Mengatur sakelar data seperti dibawah ini : SW1 = Data In SW2 = Read / Write Enable LOW = Write HIGH = Read SW3 = Posisi X1 Row SW4 = Posisi X2 SW5 = Posisi Y1 Coloumn SW6 = Posis Y2 4. Mengoperasikan write a. Atur semua saklar dalam posisi LOW b. Clear semua Flip-Flop (posisi pulsa logika pada input clear dan tekan tombol Trigger) c. Memasukkan data seperti yang ditunjukkan pada table ‘WRITE DATA’. Pengaturan penulisan data mengikuti: 1) Atur Read / Write Enable ( SW2 ) pada posisi LOW. 2) Atur adders ( SW3-6 ). 3) Atur data ( SW1 ) pada posisi HIGH atau LOW seperti yang diinginkan. 5. Menggunakan Probe Logic untuk semua variasi flip-flop Q output HIGH 6. Operation (READ) Pengaturan pembacaan Data mengikuti : a. Atur saklar read / Write enable ( SW2 ) b. Atur Adders ( SW3-6 ) c. Catat indikasi L1 1) Mengatur data saklar SW2 pada posisi HIGH ( Read ) 185 2) Mengatur saklar data seperti yang ditunjukkan pada table “ Write Data ”. 3) Mencatat indikasi L1 untuk setiap cell memory. 4) Mengulangi tahap E. 7. Mengatur tombol power Logic Lab pada posisi Off lalu pada posisi ON. 8. Menggunakan Logic Probe dan catat bagian logika dari cell memori 1-4. 9. Mengulangi langkah G dan H berulang kali. 10. Membandingkan hasil pencatatan data keluaran setelah tenaga hilang dengan data ketika proses pembacaan “ READ OPERATION ” berlangsung . 11. Mengulangi data Read / Write dengan menggunakan aturan sebagai berikut. a. Memory Cell 1 = HIGH b. Memory Cell 2 = LOW c. Memory Cell 3 = LOW d. Memory Cell 4 = HIGH Dalam pemilihan RAM biasanya paling sering dipertimbangkan adalah : Lama akses : adalah jumlah waktu yang diperlukan untuk memulai urutan membaca maupun menulis. Yang termasuk disini adalah : 1. Address time (proses perambatan dari input address atau alamat yang melalui baris dan kolom pembacaan sandi) 2. Enable time (waktu yang dibutuhkan untuk membaca dan menulis) 3. Read / write time (waktu yang dibutuhkan untuk enter atau memperoleh kembali data bit) RAM (Random Acces Memory) adalah salah satu dari inti atau type semikonduktor yang menyimpan alat yang menyediakan data untuk masuk (penulisan) dan kembali (membaca). RAM mencakup format 186 matrix yang memperbolehkan memori cell tersendiri agar dapat diakses. RAM semikonduktor mengembalikan biasanya data tanpa mencakup kehilangan kemampuan data yang untuk tersimpan (pembacaan yang tidak merusak). Bagaimana pun juga semua data yang disimpan akan hilang jika rangkaian power dikembalikan pada keadaan semula F. Hasil Percobaan Tabel 92. Tabel memori, Menulis dan Membaca data pada Memory Data Output Data Input Address/Alamat Location (Posisi) D3 D2 D1 D0 0 0 1 0 2 0 D C B A D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 3 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 4 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 5 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 6 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 7 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 8 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 9 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 10 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 11 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 12 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 13 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 14 15 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 187 G. Analisa Data Pada tabel terlihat bahwa terdapat data 4 bit (nibble) yaitu D0, D1, D2, dan D3 yang akan disimpan pada alamat A, B, C, dan D dari suatu memory. Data 4 bit ini dapat dikombinasikan menjadi 16 variasi, begitupun dengan address-nya juga terdiri dari 4 bit sehingga dapat dikombinasikan menjadi 16 variasi sehingga memory ini memiliki jumlah sel memory sebanyak : 2n x n = 24 x 4 = 16 x 4 = 64 sel memory Dimana : n = jumlah bit address. Oleh karena itu, setiap sel memory hanya dapat menyimpan 1 bit data input sedangkan 1 address memory dapat menyimpan 4 bit data. Data input 0000 pada tabel disimpan pada alamat memory 1111, kemudian data 0001 disimpan pada alamat memory 0001, data 0010 disimpan pada alamat memory 0010, dan seterusnya hingga pada baris terakhir pada tabeldimana data 1111 disimpan pada alamat memory 0000. Data-data yang telah ditulis/ disimpan kemudian dibaca/ diingat kembali dan cara pengaksesannya dapat dilakukan secara acak yaitu dalam menentukan alamat yang mana yang ingin dibaca datanya, boleh tanpa berurutan yaitu yang dimulai dari alamat 1111 hingga 0000, misalnya kita ingin membaca data yang tersimpan pada address 0000 maka yang akan ditampilkan nanti adalah data 1111 seperti yang telah diinputkan sebelumnya. Begitupun untuk pembacaan datadata lainnya pada tabel 1 yang telah ditulis sebelumnya pada alamat yang telah ditentukan ditentukan H. Kesimpulan 1. Memory dari sebuah komputer merupakan tempat untuk menyimpan program dan data sebelum operasi perhitungan dimulai. 188 2. RAM merupakan salah satu jenis memory yang hanya dapat menyimpan data yang bersifat sementara, apabila diputuskan dari sumber tegangan maka data yang telah tersimpan akan hilang. 3. Jumlah sel pada suatu memory dapat ditentukan dengan persamaan 2n x n dimana n adalah jumlah bit dari address memory. 4. Setiap sel memory hanya dapat menyimpan 1 bit data sehingga n bit address memory dapat menyimpan sebanyak n bit data. 5. Proses pembacaan/ pengaksesan data-data yang telah ditulis/ disimpan sebelumnya dapat dilakukan secara acak, artinya bahwa kita dapat menentukan alamat mana saja yang ingin ditampilkan datanya 189