Aula 05-oac-conceitos-de-logica-digital

Conceitos da Lógica Digital

Organização e Arquitetura de ComputadoresCristiano Pires Martins

1segunda-feira, 30 de maio de 2011

} Computador digital = sistema digital = máquina digital binária = máquina projetada pra armazenar e manipular informações representadas por 0s e 1s;

} Essa informação é representada em um sinal digital (sinais elétricos) gerado e mantido em dois níveis de intensidade;

} Há outras formas de armazenar esse valores:

Introdução

TEMPO

VOLTS

2,0

4,0

1,0 0

0

1


} Internamente o computador é composto de elementos eletrônicos:◦ Resistores;◦ Capacitores;◦ Transistores (principalmente).

} Transistores são componentes de circuitos eletrônicos (circuitos digitais) que precisam armazenar os sinais binários e realizar certos tipos de operações com eles;

} Elem. eletrônicos = portas (gates) lógicas: permitem ou não a passagem de sinais;

Introdução


} Uma porta (gate): é um hardware (circuito eletrônico) que recebe um ou mais sinais de entrada e produz um sinal de saída;

} O valor depende da regra da porta;} Resumo:◦ Computador é constituído por circuitos lógicos

(portas) organizados que servem para armazenamento, controle de fluxo de sinais e

Introdução


} Porta lógica (gate) é um circuito eletrônico (peça de hardware) que constitui o elemento básico e mais elementar de um sistema de computação;

} Grande parte do hardware é fabricado a partir da combinação desses elementos: CPU, memória, interfaces de E/S etc.;

} Operação lógica opera sobre um ou dois

Portas e Operações Lógicas


} AND (E);} OR (OU);} NOT (inversor);} NAND (NOT AND);} NOR (NOT OR);} XOR (OR EXCLUSIVO).

} Tabela Verdade: combinação de valores de

Portas e Operações Lógicas


}Cálculos com Expressões Lógicas;

EXPRESSÕES LÓGICAS –


} Noções de Álgebra Booleana◦ Álgebra Booleana é uma área de matemática que

trata de regras e elementos de lógica.} Circuitos Combinatórios◦ Conjunto de portas cuja saída em qualquer instante

de tempo é função somente das entradas.} Circuitos Seqüencial◦ Além de possuir portas, contém elementos de

armazenamento, denominados Flip-flops.

Detalhes


Circuitos Combinatórios


} Após o projeto de um circuito combinatório, completa-se construindo um circuito integrado;

} CI é um pequeno dispositivo (pastilha ou chip), que contém transistores, diodos, resistores, capacitores e suas interligações;

} Esses componentes são os formadores das portas lógicas que, interligadas, formam um determinado circuito combinatório;

Circuitos Integrados


} Classificação é feita pela quantidade de portas lógicas (transistores encapsulados):◦ SSI: small scale integration – 1 a 10 portas;◦ MSI: medium scale integration – 11 a 100 portas;◦ LSI: large scale integration – 101 a 100000 portas;◦ VLSI: very large scale integration – acima de 100000

portas.

Classificação das pastilhas


Exemplo de CI


} É um tipo de circuito combinatório que possui x linhas de entrada e 2x linhas de saída;

} Para cada configuração de bits que aparece na entrada haverá uma e somente uma linha de saída ativa.

Decodificador


DecodificadorA B C R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R70 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0

1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0

1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1


Decodificador 2x4


Multiplexador - Ex.: Teclado


Comparador


} É o elemento básico utilizado para armazenar informações;

Flip-Flops (Circuito Seqüencial)

S R X X-Estado Inicial de X=0 0 0 0 1Altera estado 1 0 1 0Mantém estado anterior 0 0 1 0Altera estado 0 1 0 1Mantém estado anterior 0 0 0 1Incorreto (proibido) 1 1 - -


Flip-FlopsFlip- Flop R S com portas NOR


Teste


Finalmente


Technology

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