tugasku

TEKNOLOGI CHIP

2013-02-20T23:40:00.001+07:00

TEKNOLOGI CHIP

Anjani Suryana (37527)

Jurusan Teknik Fisika FT UGM

Jln. Grafika 2 Yogyakarta 55281 INDONESIA

suryana.anjani@gmail.com

Abstrakà Pada tahun 1971, chip mikroprosesor 4040 pertama telah diproduksi oleh Intel untuk sebuah konsorsium dua perusahaan Jepang. Chip 4004 mempunyai 2300 transistor dan merupakan chip 4 bit, Chip-chip ini adalah dasar untuk perancangan kalkulator yang diberi nama Busicom yang merupakan kalkulator portable pertama. Kalkulator ini adalah kalkulator 4 bit yang terdiri dari dua operasi yaitu penambahan dan pengurangan.

1. PENDAHULUAN

IC (Integrated Circuit) adalah nama lain chip. IC adalah piranti elektronis yang dibuat dari material semikonduktor. IC atau chip merupakan cikal bakal dari sebuah komputer dan segala jenis device yang memakai teknologi micro-controller lainnya.

IC ditemulan pada tahun 1958 oleh seorang insinyur bernama Jack Kilby yang bekerja pada Texas Intruments mencoba memecahkan masalah dengan memikirkan sebuah konsep menggabungkan seluruh komponen elektronika dalam satu blok yang dibuat dari bahan semikonduktor. Penemuan itu kemudian dinamakan IC (Integrated Circuit) atau yang kemudian lazim disebut chip. Beberapa saat setelah itu, Robert Noyce, yang bekerja pada Fairchild Semiconductor Corporation, menemukan hal serupa, meskipun mereka bekerja pada dua tempat yang berbeda.

Semenjak itu banyak riset yang dilakukan untuk mengembangkan IC (integrated circuit) atau Chip hingga saat ini. Seorang pendiri Intel, Gorden Moore, pada tahun 1965 memperkirakan bahwa jumlah transistor yang terdapat dalam sebuah IC akan bertambah 2 kali setiap 18 bulan sekali. Kecenderungan peningkatan jumlah transistor ini telah terbukti setelah sekian lama dan diperkirakan akan terus berlanjut.

Hal ini dapat dilihat pada perkembangan IC, sebuah 64-Mbit DRAM yang pertama kali di pasaran pada tahun 1994, terdiri dari 3 juta transistor. Dan microprocessor Intel Pentium 4 terdiri lebih dari 42 juta transistor dan kira-kira terdapat 281 IC didalamnya. Bahkan berdasar pada International Technology Roadmap for Semiconductor (ITRS), diharapkan akan tersedia sebuah chip yang terdiri dari 3 milyar transistor pada tahun 2008.

IC sendiri dipergunakan untuk bermacam-macam piranti, termasuk televisi, telepon seluler, komputer, mesin-mesin industri, serta berbagai perlengkapan audio dan video.

Tahun 1969, Intel Corporation yang dipelopori oleh Bob Noice dan Gordon Moore membuat chip-chip memori untuk industri komputer mainframe. Pada tahun 1971, chip mikroprosesor 4040 pertama telah diproduksi oleh Intel untuk sebuah konsorsium dua perusahaan Jepang. Chip 4004 mempunyai 2300 transistor dan merupakan chip 4 bit, Chip-chip ini adalah dasar untuk perancangan kalkulator yang diberi nama Busicom yang merupakan kalkulator portable pertama. Kalkulator ini adalah kalkulator 4 bit yang terdiri dari dua operasi yaitu penambahan dan pengurangan. Chip 4040 ini cukup sukses yang kemudian diikuti oleh mikroprosesor 8 bit pertama yaitu mikroprosesor 8008 dengan 3300 transistor. Ini merupakan mikroprosesor 8 bit sederhana dengan segala keterbatasan sumber daya, kurangnya mekanisme interrupt, multiplexed address dan data busses.

Pada awal tahun 1974 Intel mengeluarkan chip mikroprosesor 8 bit pertama yang kaya dengan fitur-fitur, chip ini diberi nama Intel 8080 dengan 6000 transistor yang digunakan sebagai mikroprosesor untuk komputer di rumah-rumah. Kesuksesan mikroprosesor 8080 telah membuat perusahaan lain seperti Motorola memperkenalkan chip 8-bit 6800, disbanding dengan 8080 chip ini mempunyai perbedaan arsitektur tetapi meskipun demikian chip ini cukup popular dipasaran. Pada tahun 1976, Zilog memperkenalkan mikroprosesor Z80 yang mana chip ini lebih maju dibanding 8080. Hal ini disebabkan instruction set Z80 cocok dengan 8080, dan hal ini pula yang menyebabkan Z80 menjadi mikroprosesor paling sukses dipasaran pada zamannya.

Teknologi semikonduktor terus berkembang sehingga memungkinkan manusia untuk membuat piranti semikonduktor yang dapat diprogram (programmable device) sesuai dengan keperluan. Semikonduktor yang termasuk dalam jenis ini antara lain mikroprosesor, mikrokontroller, CPLD (Complex Programmable Logic Device) dan FPGA (Field Programmable Gate Array). Penggunaan piranti yang programmable memiliki keuntungan, terutama dalam hal penekanan biaya, penghematan ruang dan fleksibilitas yang tinggi. Dengan manipulasi software, piranti programmable dapat meminimumkan penggunaan piranti fisik dan mengoptimalkan unjuk kerja sistem.

Itulah beberapa penjelasan tentang sejarah chip dan perkembangannya sampai saat ini.

Pada tulisan ini saya akan sedikit membahas paper yang sebelumnya yaitu “ system embedded pada kalkulalor “.

2. PEMBAHASAN

Dalam dunia digital,dikenal istilah chip elektronis,sebagaimana yang sudah dijelaskan bahwa chip adalah suatu modul digital yang dapat melakukan suatu fungsi atau kerja tertentu. Pada paper sebelumnya saya sedikit membahas tentang system embedded pada kalkulator yang didalamnnya mempunyai chip mikrokontroller yaitu ATMEGA16 yang ditanamkan pada kalkulator tersebut. Ada dua jenis chip/IC yaitu; ASIC (Aplication Specific Integrated Circuit). ASIC adalah chip khusus yang diperoduksi oleh pabrik untuk menyelesaikan persoalan khusus (spesifik terhadap masalah tertentu). Sementara programmable circuit adalah chip yang dapat deprogram ulang untuk menjalankan fungsi yang bervariasi tergantung pada sang pemakai atau user.

Ada beberapa macam penggolongan chip,diantaranya ;

è FPGA (Field Programmable Gate Array),adalah komponen elektronika yang dapat deprogram ulang. Komponen ini trdiri dari gerbang- gerbang logika yang tersusun sebagai array dengan hubungan antar gerbang yang dapat diatur lansung oleh programmer. Selain itu FPGA biasanya juga memiliki elemen memori yang telah tersemat. Salah satu produk FPGA yang terkenal berasal dari altera. Harga FPGA relative lebih murah,chip ini juga dapat deprogram sesuai kebutuhan.

è CPLD (Complex Prgrammable Logic Device),adalah piranti yang dapat deprogram dengan kompleksitas antara PAL dan FPGA secara arsitektural CPLD memberikan kedua fitur dari kedua chip tersebut salah satu kemampuan chip tersebut adalah ia dapat langsung berjalan/start up berkat adanya ROM internal.

è PAL (Programmable Array oo Logic),adalah chip sederhana yang dapat di program dengan dua jenis gerbang logika sebagai penyusun logic array. Arsitektur PAL sangat sederhana gerbang-gerbang OR disusun membentuk array kemudian setiap input yang ada disusun melintang terhadap input ke gerbang.

è ASIC (application specific integrated circuit) adlah microchip atau semikonduktor yang dirancang untuk aplikasi dengan fungsi yang sangat spesifik atau CPU dengan keperluan khusus sesuai dengan keperluan chip tersebut dibuat. ASIC biasanya digunakan pada produk elektronik seperti kamera, handycam, printer, switch dan lain-lain. Rancangan ASIC melibatkan banyak fungsi dari sebuah library dan mengintegrasikannya kedalam sebuah sirkuit, dan biasanya didesain dalam format full custom design. Dengan menggunakan format ini ada beberapa keuntungan yang didapatkan, antara lain penggunaan area yang lebih sedikit, peningkatan performa serta kemampuan pengintegrasian dengan komponen analog. ASIC modern saat ini biasanya terdiri dari processor 32-bit, blok memori seperti ROM, RAM, EEPROM, dan Flash serta komponen lainnya.

Pada paper sebelumnya saya membahas tentang embedded system pada kalkulator dengan menggunakan IC ATMEGA16 sebagai otak/chip dari kalkulator tersebut yang juga merupakan embedded system. Kalkulator dikatakan embedded system karena memiliki keypad sebagai input,IC sebagai embedded system pada kalkulataor dan display pada kalkulator tersebut merupakan output atau hasil keluaran dari input yang kita masukan.

Chip/IC yang digunakan pada kalkulator yang sempat saya tuliskan dalam paper sebelumnnya adalah ATMEGA16 yang merupakan salah satu dari FPGA,karena chip tersebut bias deprogram ulang sesuai dengan kebutuhan user,dan tidak hanya dipakai pada kalkulator saja melainkan juga bias dipakai pada beberapa peralatan elektronik yang lainnya.

3. KELEBIHAN DAN KEKURANGAN

Adapun keunggulan dan kekurangan pada chip-chip tersebut adalah ;

Keunggulan pada FPGA adalah ;

· Performansi : kemampuan disain system yang dapat beroprasi pada frekuensi yang semakin tinggi.

· Kepadatan dan kapasitas ; kemampuan meningkatkan integrasi system,penempatan lebih banyak system dalam sebuah chip,dan penggunan seluruh gate yang ada di dalam FPGA yang membuat keefektifan harga perancangan.

· Mudah digunakan ; kemudahan software yang mudah digunakan untuk perancangan dan kemampuan untuk menambah disain baru pada system di FPGA yang sama pada saat yang berbeda

Sedangakan beberapa kekurangan dari FPGA adalah sifat program koneksinya yang masih volatile (menguap),sehingga jika aliran supply terputus,program koneksinya akan hilang. Namun hal itu dapat diatasi dengan menambahkan ROM pada rangkaiannya.

ASIC pada umumnya sama dengan cara kerja IC lainnya yaitu dengan menggunakan sel logika, yang merupakan suatu entitas dalam elektronika dan matematika boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Sel logika biasanya diimplementasikan secara elektronis menggunakan dioda atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay). Tiap-tiap sel logika mempunyai beberapa jumlah masukan. Biasanya berjumlah dua hingga 10 masukan. Sel-sel logika juga mempunyai keluaran yang berjumlah satu atau dua, tergantung dari jenis fungsinya.

Sel logika dan komponen lainnya disusun sedemikian rupa sehingga bisa digunakan untuk keperluan khusus sesuai dengan tugas yang dikerjakannya, dan instruksi yang ditempatkan pada chip tersebut adalah instruksi yang benar-benar bermanfaat dengan tugas yang akan dilaksanakannya. Akibatnya, tentu biaya dari teknologi tersebut akan lebih rendah, baik dari segi perancangan maupaun proses pabrikasi, sehingga lebih bernilai ekonomis dan powerful.

4. KESIMPULAN

Dalam dunia digital,dikenal istilah chip elektronis,sebagaimana yang sudah dijelaskan bahwa chip adalah suatu modul digital yang dapat melakukan suatu fungsi atau kerja tertentu.

FPGA (Field Programmable Gate Array),adalah komponen elektronika yang dapat deprogram ulang. Komponen ini trdiri dari gerbang- gerbang logika yang tersusun sebagai array dengan hubungan antar gerbang yang dapat diatur lansung oleh programmer. Selain itu FPGA biasanya juga memiliki elemen memori yang telah tersemat. Salah satu produk FPGA yang terkenal berasal dari altera. Harga FPGA relative lebih murah,chip ini juga dapat deprogram sesuai kebutuhan. Tiadah jauh pula dengan ASIC yang pada umumnya sama dengan cara kerja IC lainnya yaitu dengan menggunakan sel logika.

REFERENSI;

http://tsulaksana.wordpress.com/2011/06/29/vlsi-fpga-fpaa-dan-vhdl/

http://ndoware.com/asic-vs-fpga.html

adit279.wordpress.com/.../asic-application-specific

SISTEM EMBEDDED

2013-02-20T17:20:00.000+07:00

SISTEM EMBEDDED PADA KALKULATOR

Anjani Suryana (37527)

Jurusan Teknik Fisika FT UGM

Jln. Grafika 2 Yogyakarta 55281 INDONESIA

suryana.anjani@gmail.com

Sistem embedded merupakan computing device yang didesain dengan tujuan tertentu secara spesifik untuk melakukan fungsi tertentu. Sistem embedded terdiri dari perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras meliputi mikroprosesor atau mikrokontroler dengan penambahan memori eksternal, I/O dan komponen lainnya seperti sensor, keypad, LED, LCD, dan berbagai macam aktuator lainnya. Perangkat lunak embedded merupakan penggerak pada sistem embedded. Sebagian besar perangkat lunak sistem embedded real time memiliki program aplikasi yang spesifik yang didukung oleh Real Time Operating System (RTOS). Perangkat lunak embedded biasanya disebut firmware karena perangkat lunak tipe ini dimuat ke ROM, EPROM atau memory Flash. Sekali program dimasukkan kedalam perangkat keras maka tidak akan pernah berubah kecuali diprogram ulang.

Pada tugas ini saya akan mengambil contoh dari kalkulator yang merupakan salah satu dari system embedded. Dimana kalkulator adalah sebuah mesin hitung sederhana seperti penjumlahan,pengurangan,pengalian dan pembagian sampai kepada kalkulator sains yang dapat menghitung rumus matematika. Fungsi terpenting dari hampir semua computer dan kalkulator adalah melakukan operasi-operasi aritmetik.operas-operasi ini semuanya dilaksanakan didalam unit computer,didalam unit ini gate-gate logika dan flip-flop dikombinasikan sedimikian rupa sehingga dapat melakukan operasi penjumlahan,pengurangan,pengalian dan pembagian bilangan-bilangan biner.

kakulator

Kalkulator adalah suatu alat berukuran relatif kecil namun memiliki manfaat yang sangat besar dalam melakukan perhitungan, baik perhitungan biasa, perhitungan akuntansi maupun perhitungan statistik. Pada tahun 1642, Blaise Pascal yang pada waktu itu berumur 18 tahun, menemukan apa yang ia sebut sebagai kalkulator roda numerik untuk membantu ayahnya melakukan perhitungan pajak. Alat yang dinamakan Pascaline ini menggunakan delapan roda putar bergerigi untuk menjumlahkan bilangan hingga delapan digit. Tahun 1694, seorang matematikawan dan filsuf Jerman, Gottfred Wilhem von Leibniz memperbaiki Pascaline dengan membuat mesin yang dapat mengalikan. Sama seperti Pascaline, alat mekanik ini juga bekerja dengan menggunakan roda-roda gerigi.

Pada tahun 1820, Charles Xavier Thomas de Colmar menemukan mesin yang dapat melakukan empat fungsi aritmatik dasar, penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian. Dengan penemuan alat yang dinamakan arithometer ini, maka kalkulator mekanik pada zaman itu mulai popular. Dengan kemampuannya dan juga lebih praktis dari kalkulator sebelumnya, arithometer banyak dipergunakan hingga masa Perang Dunia I. Pada 1892 William Burroughs, seorang mantan teller, memperkenalkan sebuah kalkulator pencetak yang cukup sukses meskipun bertenaga tangan.

Pada masa berikutnya, beberapa insinyur masih terus mengembangkan penemuan lainnya. Pada tahun 1903, John V. Atanasoff dan Clifford Berry mencoba membuat komputer elektrik yang menerapkan aljabar Boolean, sebuah perhitungan matematika yang dapat dinyatakan sebagai benar atau salah.
Pada tahun 1931, Vannevar Bush membuat sebuah kalkulator untuk menyelesaikan persamaan differensial. Mesin tersebut dapat menyelesaikan perhitungan-perhitungan yang selama ini dianggap rumit. Mesin tersebut sangat besar dan berat karena ratusan gerigi dan poros yang dibutuhkan untuk melakukan perhitungan.

Pada tahun 1935, seorang insinyur konstruksi berkebangsaan Jerman bernama Konrad Zuse membangun sebuah kalkulator mekanik untuk menangani perhitungan matematik yang ada di profesinya. Tak lama setelah keberhasilannya, Zuse memulai pembangunan pada peralatan elektronik terprogram yang ia selesaikan pada tahun 1938.

Dari sejarah kalkulator diatas disebutkan perkembangan kalkulator secara signifikan dari mulai kalkulator mekanik sampai terlahir kalkulator digital yang mampu menghitung persamaan persamaan aritmatik yang sampai sekarang banyak digunakan. Secara umum, sistem embedded bukan istilah didefinisikan secara ketat, seperti kebanyakan sistem memiliki beberapa unsur diperpanjang atau programabilitas.

Kalkulator di disain dan di program dengan tujuan tertentu supaya memudahkan kita dalam proses menghitung,ada beberapa program yang ditanamkan pada kalkulator untuk tujuan-tujuan tertentu seperti menghitung persamaan-persamaan aritmatik. Pada umumnya program ditanamkan pada sebuah Integrated circuit (IC).

Gbr . IC Atmega 16

Mirkokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) standar memiliki arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit, dan sebagian besar intruksi dieksekusi dalam 1(satu) siklusclock. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing),sedangkan MCS51 berteknologi CISC (Complex Intruction Set Computing).

AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu keluargaAttiny, keluarga AT902xx, keluarga Atmega, dan keluarga AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Silahkan buka www.atmel.com untuk informasi lebih lanjut tentang berbagai variasi AVR. Untuk mikrokontroler AVR yang berukuran lebih kecil, silahkan mencobaAtmega8, Attiny2313 dengan ukuran Flash Memory 2KB dengan dua input analog. Mikrokontroler pada dasarnya diprogram dengan bahasa assembler. Tetapi Saat ini mikrokontroler dapat deprogram dengan menggunakan bahasa tingkat tinggi sepert BASIC, PASCAL atau C. Bahasa tingkat tinggi tersebut memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan bahasa asembler :

· Lebih mudah membangun program dengan menggunakan bahasa tingkat tinggi

· Perbaikan program lebih mudah jika program dibangun menggunakan bahasa tingkat tinggi

· Testing program didalam bahasa tingkat tinggi lebih mudah

· Bahasa tingkat tinggi lebih banyak dikenal dan error program yang dibuat dapat dihindari

· Mudah mendokumentasikan sebuah program tingkat tingggi. Meskipun demikian, bahasa tingkat tinggi juga memiliki beberapa kelemahan, contohnya ukuran kode memori biasanya besar, dan program yang dibangun menggunakan bahasa asembler biasanya bekerja cepat dibangdingkan dengan program yang dibangun menggunakan bahasa tingkat tinggi.

Didalam mikrokontroler Atmega16 terdiri dari:

àSaluran I/O ada 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.

àADC (Analog to Digital Converter) 10 bit sebanyak 8 channel.

àTiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan.

àCPU yang terdiri dari 32 register.

à131 intruksi andal yang umumnya hanya membutuhkan 1 siklusclock.

àWatchdog Timer dengan oscilator internal.

àDua buah Timer/Counter 8 bit.

àSatu buah Timer /Counter 16 bit.

àTagangan operasi 2.7 V - 5.5 V pada Atmega16.

àInternal SRAM sebesar 1KB.

àMemory Flash sebesar 16KB dengan kemampuan Read While Write.

àUnit interupsi internal dan eksternal.

àPort antarmuka SPI.

àEEPROM sebesar 512 byte dapat diprogram saat operasi.

àAntar muka komparator analog.

à4 channel PWM.

à32x8 general purpose register.

àHampir mencapai 16 MIPS pada Kristal 16 MHz.

àPort USART programmable untuk komunikasi serial

Pada IC inilah program ditanamkan sesuai dengan kebutuhan. Berikut adalah diagram blok mikrokontroler ATMEGA16.

Gbr . diagram blok Mikrokontroler Atmega16

Gambar diatas menunjukan fungsi dari mikrokontroler atmega16 yang tertanam pada salah satu kalkulator yang di disain dan diperogram untuk melakukan tujuan tertentu seperti menyelesaikan perhitungan aritmatika Dll. IC diatas juga bias dikataka sebagai system embedded pada kalkulator,dimana sebagai inputannya adalah beberapa keypad pada kalkulator.

Gbr . keypad pada kalkulator

Pada kalkulator terdiri dari tiga bagian yaitu : inpu,proses dan output. Keypad pada kalkulatoe berperan sebagai masukan atau input yang akan diproses melalui system embedded yang diwakili oleh integrated circuit (IC) pada ATMEGA16 sebagai pemeroses data inputan sehingga menghasilkan keluaran atau output yang sesuai dengan yang diinginkan oleh user. Berikut adalah contoh dari output sebuah kalkulator saintifik.

Gbr . output pada kalkulator

Oleh karena itu,kesimpulan dari tulisan diatas adalah bahwa kalkulator merupakan system embedded yang memiliki keypad sebagai input,IC ATMEGA16 sebagai mikrokontroler pemroses data,dan LCD pada kalkulator menunjukan output dari data tersebut.

Referensi ;

en.wikipedia.org/wiki/Embedded_system

http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_hitung

http://blog.azmifauzan.net/wp-content/uploads/2007/10/embedded-system.pdf

http://www.scribd.com/doc/61202883/Kalkulator

http://www.engineeringtown.com/kids/index.php/penemuan/161-sejarah-kalkulator

http://atmel88.blogspot.com/2011/07/sistem-kontrol-tertutup-mikrokontroler.html

http://rezkyjoe.blogspot.com/2011/03/makalah-embedded-system.html

REVISI TAKSONOMI BLOOM

2013-02-20T11:52:00.001+07:00

PESPEKTIF PENGETAHUAN BERDASARKAN TAKSONOMI BLOOM

Anjani Suryana (37527)

Jurusan Teknik Fisika FT UGM
Jln. Grafika 2 Yogyakarta 55281 INDONESIA

Suryana.anjani@gmail.com

Pengetahuan adalah hasil pengindraan manusia atau hasil tahu seseorang terhadap objek melalui indra yang dimilikinya (mata,hidung,mulut,telinga,dan sebagainya). Dengan sendirinya pada saat indra menghasilkan sebuah pengetahuan adalah sangat dipengaruhi oleh intensitas perhatian dan persepsi terhadap objek. Sebagian besar pengetahuan seseorang diperoleh dari indra pendengaran dan penglihatan.

Taksonomi bloom merujuk pada taksonomi yang dibuat untuk tujuan pendidikan. Dalam hal ini tujuan pendidikan dibagi menjadi beberapa domain/ranah dan setiap domain tersebut dibagi lagi menjadi lebih rinci berdasarkan tingkatannya.

Tujuan pendidikan dibagi kedalam 3 domain,yaitu;

1. Domain kognitif

2. Domain afektif

3. Domain psikomotor

Dari setiap ranah tersebut dibagi kembali kedalam beberapa kategori dan subkategori yang berurutan secara bertinggkat,mulai dari tingkah laku yang sederhana sapai tingkah laku yang paling kompleks. Tingkah laku dalam setiap tingkat di asumsikan menyertakan juga tingkah laku dari tingkat yang paling rendah.

Domain kognitif digunakan untuk mengukur kemahiran intelektual,sedangkan domain afektif digunakan untuk mengukukur kemahiran generik,yang telah diterapkan kepada pelajar melalui penglibatan pelajar dalam persatuan-persatuan dan juga dalam berbagai perbincangan secara berkumpulan seperti dalam kursus rekabentuk sistem dan sebagainya. Dan domain psikomotor bertujuan untuk mengukur kemahiran praktikal dan teknikal.kemahiran ini diterapkan melalui latihan.

Kemahiran kognitif merupakan domain taksonomi yangg digunakan untuk mengukur kemahiran intelektual berdasarkan satu hirarki kognitif yang disusun dati tingkatan rendah ke tingkatan tinggi yaitu; pengetahuan,pemahaman,aplikasi,analisis,sintesis dan penilaian. Taksonomi ini dikenalkan pada tahun 1956 oleh Benjamin S. Bloom untuk tujuan pendidikan.

Pada tahun 1990-an terdapat beberapa perubahan telah dilakukan secara berperingkat. Antara perubahan yang telah dilaksanakan adalah perubahan terminologi. Sebagai contoh, tema pengetahuan,pemahaman,aplikasi,analisis,sintesis dan penilaian ditukarkan kepada mengingat,memahami,mengaplikasi,menganalisis,menilai dan membina.

Setiap kategori dalam revisi taksonomi bloom terdapat subkategori yang memiliki kata kunci berupa kata yang berasosiasi dengan kategori tersebut.

è Mengingat : mengurutkan,menjelaskan,mengidentifikasi,menamai,menempatkan,mengulangi,menemukan kembali dsb.

è Memahami:

menafsirkan,meringkas,mengklarisikasikan,membandingkan,menjelaskan,membeberkan dsb.

è Mengaplikasikan :

Melaksanakan,menjalankan,menggunakan,melakukan,mempraktekan,memilih,menyusun,memulai,menyelesaikan,mendeteksi dll.

è Menganalisis :

Menguraikan,membandingkan,mengorganisir,menyusun ulang,mengubah stuktur,mengkerangkakan,menyusun outline,mengintegrasikan,membedakan,menyamakan dll.

è Mengevaluasi :

Menyusun hipotesi,mengkritik,memprediksi,menilai,menguji,membenarkan,menyalahkan dll.

è Berkreasi :

Merancang,membangun,merencanakan,memproduksi,menemukan,membaharui,menyempurnakan,memperkuat,memperindah dll.

Dalam berbagai aspek dan setelah melalui revisi,taksonomi bloom tetap menggambarkan suatu proses pembelajaran,cara kita memproses suatu informasisehingga dapat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari. Pada taksonomi yang lama dimensi pengetahuan dimasukan ke jenjang paling bawah,sedangkan pada taksonomi yang baru pengetahuan bemar-benar dipisah dari dimensi proses kognitif. Hal ini disebabkan dimensi pengetahuan berbeda dengan dimensi kognitif. Pengetahuan merupakan kata benda sedangkan proses kognitif merupakan kata kerja. Pengetahuan dibagi menjadi 4 dimensi,yaitu;1). pengetahuan faktual yang berupa potongan-potongan informasi yang terpisah-pisah atau unsur dasar yang ada dalam suatu disiplin ilmu tertentu.ada dua macam pengetahuan faktual yaitu pengetahuan pengetahuan tentang terminologi dan pengetahuan tentang bagian detail dan unsur-unsur. 2) pengetahuan konseptual, yaitu pengetahuan yang menunjukan saling berkaitan antara unsur-unsur dasar dalam stuktur yang lebih besar dan semuanya berfungsi besama-sama. Ada 3 macam pengetahuan konseptual yaitu pengetahuan tentang kalsifikasi dan kategori,pengetahuan tentang prinsip dan generalisasi dan pengetahuan tentang teori,model dan stuktur. 3) pengetahuan prosedural yaitu pengetahuan tentang bagaimana mengerjakan sesuatu,baik yang bersifat rutin maupun yang baru. Seringkali pengetahuan prosedural berisi langkah-langkah yang harus diikuti dalam mengerjakan suatu hal tertentu, seprti; pengetahuan tentang keterampilan khusus yang berhubungan dengan suatu bidang tertentu,pengetahuan tentang teknik dan metode yg berhubungan dengan suatu bidang tertentu,dan pengetahuan tentang kriteria untuk menentukan kapan suatu prosedur tepat untuk digunakan. 4) pengetahuan metakognitif mencakup tentang kognisi secara umum dan pengetahuan tentang diri sendiri yang meliputi ; pengetahuan strategik,pengetahuan tentang tugas kognitif termasuk di dalamnya pengetahuan tentang konteks dan kondisi yang sesuai dan pengetahuan tentang diri sendiri.

KESIMPULAN.

Menurut bloom dan skinner pengetahuan adalah kemampuan seseorang untuk mengungkapkan kembali apa yang diketahuinya dalam bentuk bukti jawaban baik lisan maupun tulisan. Bukti atau tulisan tersebut merupakan suatu reaksi dari suatu stimulasi yang berupa pertanyaan baik lisan atau tulisan.

REFERENSI ;

repository.usu.ac.id/.../3/Chapter%20II.pdf

http://www.iaincirebon.ac.id/maksum/?p=14

repository.usu.ac.id/bitstream/.../Chapter%20II.pdf

revisi taksonomi bloom dan pengembangan soal

2013-02-19T03:24:00.003+07:00

PESPEKTIF PENGETAHUAN BERDASARKAN TAKSONOMI BLOOM

Anjani Suryana (37527)

Jurusan Teknik Fisika FT UGM
Jln. Grafika 2 Yogyakarta 55281 INDONESIA

Suryana.anjani@gmail.com

Tujuan pendidikan dibagi kedalam 3 domain,yaitu;

1. Domain kognitif

2. Domain afektif

3. Domain psikomotor

Setiap kategori dalam revisi taksonomi bloom terdapat subkategori yang memiliki kata kunci berupa kata yang berasosiasi dengan kategori tersebut.

Diagram Taksonomi Bloom

è Mengingat : mengurutkan,menjelaskan,mengidentifikasi,menamai,menempatkan,mengulangi,menemukan kembali dsb.

è Memahami:

menafsirkan,meringkas,mengklarisikasikan,membandingkan,menjelaskan,membeberkan dsb.

è Mengaplikasikan :

Melaksanakan,menjalankan,menggunakan,melakukan,mempraktekan,memilih,menyusun,memulai,menyelesaikan,mendeteksi dll.

è Menganalisis :

Menguraikan,membandingkan,mengorganisir,menyusun ulang,mengubah stuktur,mengkerangkakan,menyusun outline,mengintegrasikan,membedakan,menyamakan dll.

è Mengevaluasi :

Menyusun hipotesi,mengkritik,memprediksi,menilai,menguji,membenarkan,menyalahkan dll.

è Berkreasi :

Merancang,membangun,merencanakan,memproduksi,menemukan,membaharui,menyempurnakan,memperkuat,memperindah dll.

Dalam berbagai aspek dan setelah melalui revisi,taksonomi bloom tetap menggambarkan suatu proses pembelajaran,cara kita memproses suatu informasisehingga dapat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari.

REFERENSI ;

repository.usu.ac.id/.../3/Chapter%20II.pdf

http://www.iaincirebon.ac.id/maksum/?p=14

Essay Writing The Basics

2012-10-18T12:26:00.000+07:00

What Does a Good Essay Need?

An academic essay aims to persuade readers of an idea based on evidence.
An academic essay should answer a question or task.
It should have an argument.
It should try to present or discuss something: develop a ‘thesis’ or a set of closely related points - by reasoning and evidence.
An academic essay should include relevant examples, supporting evidence and information from academic texts or credible sources.

1. Starting Your Essay

Although there are some basic steps to writing an assignment, essay writing is not a linear process.

You might work through the different stages a number of times in the course of writing an essay.

For example, you may go back to the reading and notetaking stage if you find another useful text, or perhaps to reread to locate specific information.

Start work early

You can’t write a successful essay unless you give yourself enough time

to read, research, think and write. Don’t procrastinate or leave it until the

last minute; start as early as possible.

Define the question and analyse the task

Writing down everything you know about a topic is not enough to make

a good academic essay. Analysing, then answering the essay’s question

or task is central.

Be sure that you understand exactly what the question requires you to do.
Identify the key words (like discuss or analyse) and clarify the approach you are required to take.

2. Researching Your Topic

One of the first steps in essay writing is researching. You

must research your essay by reading and finding relevant

information. Reading on the topic enables you to develop a

thesis and answer the essay question.

Where to Start?

Your starting point for your essay is your initial response to the essay topic or question. Your response is based on what you already know. But this is only the starting point. You then need to research, question your response, and find some evidence to help form your answers.

Reading for Your Essay

Begin reading for the essay as early as possible. This will give you plenty of time to familiarise yourself with the topic and develop your ideas. When you begin to look at your readings more closely,

remember to read with a purpose. Ask yourself:

What do I already know about the topic? Start with what you know. If a topic is unfamiliar, do some introductory reading. Look at your lecture notes and course readings for help.
What do I need to read to be able to answer the essay question?
Is this material useful to my topic/argument?
Can I use this material to support my answer?

Taking Notes From Your Readings

When you read in-depth and find information relevant to your essay, note it down. Your notes will be the basis of your essay.

Don’t take notes during your first reading. If you are using photocopies, underline or highlight relevant information. You can return to it when you reread and take notes.

Always make notes with the question clearly in mind. You must use evidence to support your argument, so look carefully for relevant information. This can include summaries or direct quotes from texts, useful examples, case studies or statistics.

Make a note of any sources of information you use. Copy down all the bibliographic details of what you read. Include author, date, title, publisher and place of publication. For journal articles, include volume and issue numbers. This will help with your referencing.

3. Organising Your Ideas

Now begin organising your thoughts into an answer.

Your notes should help you to do this.

Thinking it Through

Essay writing requires both creative and critical thinking.

Creative thinking encourages you to broaden your ideas. Try techniques like brainstorming or mindmapping.
Critical thinking encourages you to narrow the focus or scope of your ideas (for example, asking why an example is important to your argument).

Your essay should include both points in favour of and against your argument. You need to evaluate these points - that is, explain why one argument is more important than the other.

4. Writing the Essay

Drafting

Writing a draft essay will help you work out:

what you need to say
how you will answer the question
which evidence and examples you will use
whether you have enough information

Write a first draft to try out the structure and framework of your essay. Once you have a draft, you can work on writing well.

Structure

Structure your essay in the most effective way to communicate your ideas and answer the question. All essays should include the following structure:

1. Introduction

Answer the question and provide a summary or ‘road map’ of your essay. Tell the reader what you are going to talk about and what you believe the answer to be. Keep it brief, but mention all your main ideas.

2. Body

The body of your essay is where you answer the question by developing a discussion. Here, you show your knowledge and grasp of material you have read. Offer exposition and evidence. Use relevant examples and authoritative quotes to support your argument. If your question has more than one part, structure the body into sections that deal with each part of the question.

3. Conclusion

The conclusion rounds off the essay. Relate it back to your main ideas or points and reiterate your answer to the question. NEVER introduce new information in your conclusion. The conclusion moves from specific to general.

Essay Paragraphs

Each paragraph in the body of the essay should contain:

a topic sentence (or main idea sentence) that states your point;
an explanation of the point you’re making;
evidence. Most of the time, your point should be supported by some form of evidence from your reading, or by an example drawn from the subject area.

Don’t just leave the evidence hanging there - analyse it! Comment on the implication/significance/impact and finish off the paragraph with a critical conclusion you have drawn from the evidence.

5. Referencing Your Essay

All academic essays MUST contain references. Referencing guards against plagiarism, a serious academic offence.

Plagiarism is copying someone else’s words or ideas and presenting them as your own. Make sure you are familiar with the referencing style your faculty or school requires. Most Schools/Faculties have guides specifying the system they prefer. Often Schools/Faculties don’t mind which system you use as long as it is consistent. If this is the case, use the system you are most comfortable with.

Reference Lists

Remember to list all the books and articles you use for the essay in a Reference List. This is a list of all works cited in your essay, and should be the final page.

6. Editing Your Essay

Most essays are dramatically improved by careful editing. Good essays are the product of writing and rewriting. If you have time, put your essay aside for a few days before you begin to edit. This gives you time to gain a perspective on what you have written and to think further about your answer and arguments.

Don’t despair when you find faults in your essay - this is part of the editing process. If you find that you need more information, or your argument has holes in it, keep calm and concentrate on fixing any problems.

Once you have a well-organised and fairly complete draft:

Revise sentences. Make sure the words you use mean what you think they mean. A good dictionary is a useful tool.
Check transition signals. Be sure that a reader can follow the sequences of ideas from sentence to sentence, and from paragraph to paragraph.
Check punctuation and spelling.

7. Handing Your Essay In

READ the assignment guidelines in your course outlines and find out how your lecturer/tutor would like assignments presented. Make sure you have complied with their requirements and that you know when and where your essay should be handed in.

In General:

Make sure you know when, where or to whom your assignment should be handed in. Most schools have a box for students to submit their essays.
Don’t hand in your essay in a plastic folder or sleeve (unless you are asked to do so).
Use double-line spacing and a readable font (size 12 at least)
Essays should be legible so make sure your essay is easy to read. If possible, type your essay. If not, write neatly on every second line.
Use a cover sheet (available from your school office).
Number pages and use wide margins.
Print on one side of the page only.
Make sure you have an extra copy.

An Examination of AC/HVDC Power Circuits for Interconnecting Bulk Wind Generation with the Electric Grid

2012-10-18T11:27:00.004+07:00

1. Introduction

Increasing share of wind energy systems has prompted a concomitant attention to their integration into major electrical transmission systems, i.e., the grid. Particularly, the promise for large scale generation in offshore and remote locations due to the meteorological consistency of the wind in such locations make bulk power transmission from generation centers to load locations a critical aspect of the emerging future. Despite this promise, the issue of wind turbine interconnection and bulk power transmission to the existing distribution networks has not yet been solved with certainty. High voltage direct current (HVDC) systems have been proposed by numerous authors [1–10] as a solution for integrating renewable and existing sources of energy together in configuration similar to Figure 1. Here, several power converters are used to interface multiple generation sources and load locations in a multi-terminal HVDC interconnection with power converters that may be integrated with each turbine (Cluster 1), or integrated with a group of turbines (Cluster 2). The subject of this paper is an examination of alternative power converter topologies that may be applied in the HVDC
Although the HVDC power converters may generally be used in either sending or receiving mode, this paper will concentrate on sending power from a generation source using one of the two canonical power converter topologies, current sourced converters (CSCs) or voltage sourced converters (VSCs). In general VSC technologies appear to be favored against the CSC to realize future HVDC installations for a variety of reasons. But a more critical analysis is necessary to establish this generalization in a definitive manner. Additionally, a new HVDC power conversion approach has recently emerged which can be potentially transformerless and utilizes a modular multi-level converter (MMLC). This converter belongs to the aptly named “bridge of bridge” converter (BoBC) family, and holds promise to be a competitive solution in the future of HVDC [11–13]. The performance trade-offs between the three types of converters have not been definitively presented in the literature, particularly in view of the application to bulk power transmission in regard to utility integration of wind power. To be sure, a comparative evaluation of particular solutions for a given application may be made on the basis of several features. Salient power circuit features include: harmonics of waveforms, operating losses, ratings of power converters, reactive component requirements, transformer kVA requirements, and complexity of control. Given the degree of variability based on the application a definitive evaluation appears to be a formidable task. Therefore, in order to maintain a focus in the evaluation, a particular benchmark application is considered in this paper. Furthermore, the evaluation is limited to solutions that feature superior waveform quality arising from high frequency or high pulse number switching with nearly sinusoidal line current waveforms. A focused analytical modeling and design study of a candidate application using the different approaches is performed in order to evaluate their performance. The comparison criteria used for the evaluation include voltage, current and power throughput ratings of the main power circuit components (including transformers, capacitors, and semiconductors), quality of terminal voltage and current waveforms in terms of harmonics, and losses in power semiconductors. Although the trade-offs of complete systems using these alternative approaches may be a complex function of market trends, economic factors and engineering development, and would change considerably with respect to time and location, a preliminary estimate of these metrics together provide a basis for making a first order trade-off among these approaches. In today’s state of the art, doubly fed induction generators operating in the low voltage regime (480/690 V) are most commonly used to realize wind turbine installations. As turbine power levels steadily increase into the 5 MW+ levels, low voltage machine designs become impractical from an efficiency perspective [14]. Following this trend, wind turbine manufacturers may be expected to migrate to medium voltage generators that may be tied to the electric grid via a single power converter. The focus of this paper is to call attention to the properties of the CSC, VSC, and BoBC and compare them in a benchmark application in following this trend. A brief background discussion of each converter is provided in Section 2 and a detailed comparison including a benchmark design follows in Section 3. Section 4 provides a summary of the conclusions.

2. HVDC Converter Topologies, a Brief Review

This section introduces each of the three converter topologies in consideration and provides a background overview on their operation. Common topologies for each converter as well as operating characteristics are provided. These characteristics are explored further and compared in Section 3. While the review here is brief, and focuses on the salient features from the view of a comparative evaluation, a more detailed discussion on functioning installations of these representative technologies may be found elsewhere [12]. Notably, for a more comprehensive discussion on CSCs in wind applications, the readers may be refer to recent works [15–21]. Similarly, a detailed discussion on the operational features of VSCs in wind generation applications may be found in [8,20–28], while a description and operational features of the BoBC/MMLCs may be found in [13,29–35].

2.1. Current Sourced Converter (CSC)

Since its inception in the 1950’s the current sourced converter (CSC) has been the workhorse of HVDC transmission systems. Despite a gradual evolution of valve designs and harmonic suppression techniques, the conversion process has remained unchanged. Generation voltage is increased with a step-up transformer operating at the power frequency and rectified to feed a current stiff dc bus as shown in Figure 2(a), consisting of 6-pulse CSCs. In order to maintain the comparative evaluation to be of reasonable complexity while preserving the essential structural elements, the CSC illustration shown in Figure 2(a), along with sub-module realization Figure 2(b) is considered in this study. The results may be suitably modified to study alternative realizations if desired.
To improve system harmonics CSCs typically use transformers with multiple secondary windings phase shifted from one another to drive independent thyristor bridges. A series or parallel connection of the 6-pulse thyristor bridges results in a higher pulse frequency converter for enhanced performance.
The switching device of each of the six arms of the rectifier bridge is made up of N sub-modules connected in series to obtain the desired voltage blocking rating. Each sub-module contains a single semiconductor switch, usually a thyristor or an SCR. The rectified output is filtered using an inductor, which may be a discrete component or the transmission line’s inherent inductance, which gives the converter its “current stiff” property. Current stiffness combined with phase controlled rectification make the CSC robust against HVDC line faults.

Although the CSC is capable of bidirectional power flow, this requires a voltage reversal at the dc terminals when the bridges are realized with thyristors that conduct current in one direction. In practice, bi-directional power flow for CSCs may be achieved by advancing the firing angle to reverse polarity of the output voltage while maintaining current direction thus reversing power flow. However, one should exercise caution in relying on this technique in multi-terminal networks, a simple voltage reversal of the dc terminals alone may not fulfill all the requirements of power flow management across each of the terminals.

Signal Processing in a Tiny Nutshell

2012-10-17T09:15:00.003+07:00

1. Signals and Systems

a) Periodic signals

Continuous: x(t) = x(t+T), with T = period

Discrete: x[n] = x[n+N], with N = period

b) Fundamental signals

Exponential (e) and Sinusoidal: connected through the Euler relation

Unit Impulse (d) and Unit Step (u): connected through integration and differentiation

2. Linear Time-Invariant Systems

a) Linearity means superposition.

When you add up several inputs, then you simply add up the corresponding outputs.

x1 --> [system] --> y1

x=x1+x2+... --> [system] --> y=y1+y2+...

Meanwhile, Time-Invariant means constant characteristics of the system over time. When you delay an input, then you simply also delay the output.

x1(t) --> [system] --> y1(t)

x1(t-td) --> [system] --> y1(t-td)

b) Any signal can always be represented as a sum of time-shifted impulses.

x(t) = x(t1)d(t-t1) + x(t2)d(t-t2) + ...

c) If we have an unit impulse (d) as the input signal, then the output signal is called the "impulse response" (h) of the LTI system.

d --> [system] --> h

d) By referring to 2b) and 2c), we see that any pair of input signal (x) and output signal (y) can be expressed as follows:

x(t) = x(t1)d(t-t1) + x(t2)d(t-t2) + ... --> [system] --> y(t) = x(t1)h(t-t1) + x(t2)h(t-t2) + ...

This is usually referred to as "Convolution":

Discrete system: y[n] = SUM (x[k] h[n-k]), from k=-INF to k=INF --> y[n]=x[n]*h[n]

Continuous system: y(t) = INTEGRAL (x(T) h(t-T)) dT, from T=-INF to T=INF --> y(t)=x(t)*h(t)

e) If we have an unit step (u) as the input signal, then the output signal is called the "step response" (s) of the LTI system.

u --> [system] --> s

Uniquely, the impulse response (h) and the step response (s) of any LTI system can be related with a simple relation

Discrete --> h[n] = s[n] - s[n-1]

Continuous --> h(t) = d(s(t))/dt

3. Fourier Series representation of periodic signals

a) If we have an exponential signal (e) as the input signal, then the output signal is just the same exponential signal multiplied by a multiplication factor (H).

x(t) = e^jwt --> [system] --> y(t) = H(jw) x e^jwt

H(jw)= INTEGRAL (h(T) e^-jwt) dT, from T=-INF to T=INF --> H(jw) is also called as the "Function Transfer" of the LTI system.

This unique property shows that an exponential signal is an EIGENFUNCTION of a LTI system, while the multiplication factor H is an EIGENVALUE of the LTI system.

b) Any PERIODIC signal can always be represented as a sum of COMPLEX EXPONENTIAL signals with different AMPLITUDES (a_k) and different HARMONIC FREQUENCIES (kw0).

x(t) = SUM (a_k x e^jkw0t), from k=-INF to k=INF

Conversely, we can also always determine the amplitudes a_k

a_k = 1/T x INTEGRAL (x(t) e^-jkw0t) dt, for INTEGRAL RANGE = T

The two equations above are referred to as the SYNTHESIS equation and the ANALYSIS equation, respectively.

c) The method in 3c) is not only applicable to continuous signals but also to discrete signals.

x[n] = SUM (a_k e^jkw0n), for SUM RANGE = N

a_k = 1/N x SUM (x[n] e^-jkw0n)

d) We could also represent any PERIODIC signal as a sum of sinusoidal signals with different amplitudes and different harmonic frequencies. However, by choosing to use complex exponential signals, rather than sinusoidal signals, we take advantage of the special property of exponential signals

4. Filtering

a) Filters are LTI systems that process a signal based on its frequency, i.e. using the Fourier-series representation of the signal. In one type of applications, we would like to construct frequency-shaping filters. For example, see the frequncy shaping of electrical signals in an audio system.

b) In another type of applications, we would like to construct various frequency-selective filters: lowpass, highpass, bandpass, bandstop. We can construct a continuous Lowpass filter using a simple RC electrical circuit (Section 3.10.1). We can also construct continuous Highpass filters using a simple RC electrical circuit (Section 3.10.2). The same methods can also be applied for constructing discrete filters in digital systems

c) REVIEW. So far we have understood how to represent PERIODIC signals as Fourier series. Most of signals, however, are non-periodic. Next week we will see how to deal with these non-periodic signals.

5. Fourier Transform representation of aperiodic signals

a) Fourier showed us that any APERIODIC signal can be approximated as a PERIODIC signal, with the period T approaching INF. As T become sufficiently large, the distance between a_k coefficients in the frequency spectrum become sufficiently small such that the a_k spectrum become more continuous. Eventually, the ANALYSIS and SYNTHESIS equations then become the FORWARD and INVERSE Fourier Transform equations, respectively.

x(t) = 1/2pi INTEGRAL (X(jw) e^jwt) dw, from w=-INF to w=INF

X(jw) = INTEGRAL (x(t) e^-jwt) dt, from t=-INF to t=INF

Hence, any APERIODIC continuous signal can be represented with the Fourier Transform. Note that all signals (both periodic and non-periodic) can be represented as a Fourier Transform, but only periodic signals can be represented as a Fourier series.

b) The convolution and multiplication properties of the Continuous Fourier Transform makes your life much easier. The complicated procedure of convolution in the time-domain can now be replaced by a simple procedure of multiplication in the frequency-domain.

y(t)=x(t)*h(t) <--> Y(jw)=X(jw)H(jw)

Conversely, a multiplication in the time-domain corresponds to a convolution in the frequency-domain.

y(t)=x(t)h(t) <--> Y(jw)= 1/2pi (X(jw)*H(jw))

c) The methods described in 5a) and 5b) can also be applied for discrete signals.

x[n] = 1/2pi INTEGRAL (X(e^jw) e^jwn) dw, for w=2pi

X(e^jw) = SUM (x[n] e^-jwn), from n=-INF to n=INF

y[n]=x[n]*h[n] <--> Y(e^jw)=X(e^jw)H(e^jw)

y[n]=x[n]h[n] <--> Y(e^jw)= 1/2pi INTEGRAL (X(e^jTHETA) H(e^j(w-THETA))) dTHETA, for THETA=2pi

d) There is a DUALITY between the Fourier Series and Transforms; see Table 5.3 in page 396 for details. There also exist a useful duality between Fourier Transform pairs; examples: top-hat <--> sinc; flat(constant) <--> single pulse; sinusoidal <--> train of pulses

6. Time and frequency characterization

a) The Fourier Transform of any signal has a magnitude-phase representation.

Continuous: X(jw) = |X(jw)| e^jPHASE_X(jw)

Discrete: X(e^jw) = |X(e^jw)| e^jPHASE_X(e^jw)

Similarly, the frequency response of a LTI system also has a magnitude-phase representation.

Y(jw) = H(jw)X(jw)

|Y(jw)| = |H(jw)||X(jw)| --> this leads to a magnitude amplification

PHASE_Y(jw) = PHASE_H(jw) + PHASE_X(jw) --> this leads to a phase shift

b) If the phase shift at the frequency domain is a linear function of the frequency w, then the consequence in the time domain is straightforward, i.e. a time shift. However, in many applications, the phase shift is a nonlinear function of the frequency w, resulting in a non-straightforward consequence in the time domain.

c) An LTI system with |H(jw)| = 1 and PHASE_H(jw) = 0 is a system that do nothing, as if it does not exist.

d) To evaluate a frequency-selective filter, we should also be careful with its time-domain properties. For example, an ideal lowpass filter is defined as follows:

H(jw)=1 for |w|<=wc

H(jw)=0 for |w|>wc

Be careful, however that the magnitude characteristic alone is not enough. In particular, if the phase characteristic has a nonlinear function of the frequency w, then the time-domain representation of the filter might have undesired time-warped forms.

On top of that, remember that the the impulse response of an ideal lowpass filter (with a tophat form) is a sinc function. When the frequency range of the filter is made shorter, then the sinc-formed impulse response in the time-domain will get wider, which might be undesired.

Moreover, the step-response of the lowpass filter might also suffer, resulting in 'ringing'.

e) Non-ideal filters are sometimes MORE desirable than ideal filters, because they allow us to optimize between the time-domain properties and the frequency-domain properties. For instance, some transition between the bandpass region and the bandstop region may be introduced in the frequency domain to provide a trade-off that allows for a better step response (i.e. with very small ringing) in the time domain.

7. Sampling

a) By performing sampling based on impulses, any continuous signal can be converted into a discrete signal.

x_s(t) = x(t) SUM (d(t-nTs)), from n=-INF to n=INF, with Ts as the sampling period.

Conversely, any discrete signal can be converted back into a continuous signal by performing interpolation in between the discrete data.

b) The Nyquist sampling theorem states that, for any signal that is band-limited in the frequency domain (X(jw)=0 for |w|>wM), then the time-domain representation of the signal can be determined by its samples, if the sampling frequency is higher than twice the highest frequency of the signal (wS > 2wM).

c) If the sampling frequency is equal to, or lower than, twice the highest frequency of the signal to be sampled, then the frequency-domain representation of the sampled signal will not resemble the sampled signal anymore (this phenomenon is called aliasing), such that the time-domain representation will also not resemble the sampled signal anymore. A visual example regarding aliasing is provided by the stroboscope experiment;

d) In many applications, processing of continuous signal is done by the following procedure: sample the continuous signal and convert it into a discrete signal (i.e. using ADC); process the discrete signal using digital systems; interpolate data in the discrete signal and convert it back into a continuous signal (i.e. using DAC).

e) REVIEW. in the 1st week, we have seen several basic types of signals. We now understand why they are important to study LTI systems:

-) Sinusoidal: useful to develop Fourier Series and Transform.

-) Exponential (e): also useful to develop Fourier Series and Transform, but even more useful than Sinusoidal signals due to their unique property as the EIGENFUNCTION of the LTI system being analyzed. Using Exponential signals as input allows us to identify the TRANSFER FUNCTION H(jw) of the LTI system.

-) Unit Step (u): useful to identify the Step Response of the LTI System, which is frequently a very important characteristic of the LTI system in the time domain.

-) Unit Impulse (d): useful to identify the Impulse Response of the LTI system being analyzed, which in turn allows us to develop the concepts of Convolution, Fourier Series, and Fourier Transform.

f) In principle, Fourier Transform methods can be performed using either continuous systems or discrete systems. Using discrete systems, however, provide a significant advantage in industrial applications: it allows us to develop the so-called Fast Fourier Transform (FFT), which uses a special discrete algorithm that is very efficient and very fast. More details on FFT will be given after the Midterm Exam.

g) For those of you who are curious about the relations between Fourier Series, Fourier Transform, Laplace Transform, and Z-Transform, the following comparison may help:

-) Continuous Fourier Series can represent only continuous periodic signals, by using a sum of purely imaginary exponentials.

-) Discrete Fourier Series can represent only discrete periodic signals, by using a sum of purely imaginary exponentials.

-) Continuous Fourier Transform can represent both periodic and non-periodic continuous signals, by using a sum of purely imaginary exponentials.

-) Discrete Fourier Transform can represent both periodic and non-periodic discrete signals, by using a sum of purely imaginary exponentials.

-) Laplace Transform can represent both periodic and non-periodic discrete signals, by using a sum of complex exponentials (containing both real and imaginary exponentials).

-) Z Transform can represent both periodic and non-periodic discrete signals, by using a sum of complex exponentials (containing both real and imaginary exponentials).

The chemistry of living system

2012-10-17T03:42:00.002+07:00

The human body is an amazingly complex,higly versatile,chemical system . it operates continously at a relatively uniform temperature of 37 degrees C and creates daily,from a very large number of widely varied and variable raw materials,a tremendous variety of products,many of them unbelievably complex. It does this through thousands of chemical reaction,many of which can be accomplished in the laboratory,if at all,only at elevated temperatures. For all of these chemical process,the body generates its own energy from the food and oxygen which it taken in.
The study of the substances found in living organism,including the chemical reaction occuring in such system,has traditionally been increesing concern with,and many new discoveries related to, the molecular structure of many substances in living organism and the molecular mecanism for the process characteristic of living system. The term molecular biology has been applied to describe much of this field of study.