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

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

  1. 1. Conceitos da Lógica Digital Organização e Arquitetura de Computadores Cristiano Pires Martinssegunda-feira, 30 de maio de 2011 1
  2. 2. Introdução } 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; VOLTS 4,0 } Há outras formas de armazenar esse valores:1 2,0 1,0 0 0 TEMPOsegunda-feira, 30 de maio de 2011 2
  3. 3. Introdução } 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;segunda-feira, 30 de maio de 2011 3
  4. 4. 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 esegunda-feira, 30 de maio de 2011 4
  5. 5. Portas e Operações Lógicas } 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 doissegunda-feira, 30 de maio de 2011 5
  6. 6. Portas e Operações Lógicas } AND (E); } OR (OU); } NOT (inversor); } NAND (NOT AND); } NOR (NOT OR); } XOR (OR EXCLUSIVO). } Tabela Verdade: combinação de valores desegunda-feira, 30 de maio de 2011 6
  7. 7. EXPRESSÕES LÓGICAS – } Cálculos com Expressões Lógicas;segunda-feira, 30 de maio de 2011 7
  8. 8. Detalhes } 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.segunda-feira, 30 de maio de 2011 8
  9. 9. Circuitos Combinatóriossegunda-feira, 30 de maio de 2011 9
  10. 10. Circuitos Integrados } 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;segunda-feira, 30 de maio de 2011 10
  11. 11. Classificação das pastilhas } 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.segunda-feira, 30 de maio de 2011 11
  12. 12. Exemplo de CIsegunda-feira, 30 de maio de 2011 12
  13. 13. Decodificador } 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.segunda-feira, 30 de maio de 2011 13
  14. 14. Decodificador A B C R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 0 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 1segunda-feira, 30 de maio de 2011 14
  15. 15. Decodificador 2x4segunda-feira, 30 de maio de 2011 15
  16. 16. Multiplexador - Ex.: Tecladosegunda-feira, 30 de maio de 2011 16
  17. 17. Comparadorsegunda-feira, 30 de maio de 2011 17
  18. 18. Flip-Flops (Circuito Seqüencial) } É o elemento básico utilizado para armazenar informações; S R X X- Estado Inicial de X=0 0 0 0 1 Altera estado 1 0 1 0 Mantém estado anterior 0 0 1 0 Altera estado 0 1 0 1 Mantém estado anterior 0 0 0 1 Incorreto (proibido) 1 1 - -segunda-feira, 30 de maio de 2011 18
  19. 19. Flip- Flop R S com portas NOR Flip-Flopssegunda-feira, 30 de maio de 2011 19
  20. 20. Testesegunda-feira, 30 de maio de 2011 20
  21. 21. Finalmentesegunda-feira, 30 de maio de 2011 21

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