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Sistemas de Numerações
Sistemas de Numerações
O que são sistemas de numerações?
Os algarismos e a organização dos números nem sempre ocorreram com os símbolos que utilizamos hoje. Cada povo adotava um sistema de numeração. Entendemos como sistema de numeração os algarismos e a organização da sua representação. O nosso sistema de numeração atual possui 10 símbolos e é conhecido como sistema decimal posicional, ou seja, nele a posição dos algarismos é importante. Existem sistemas de cinco símbolos, 60 símbolos, entre outros, utilizados ao longo da história.
Organizar os números em um sistema de numeração nem sempre foi fácil, e uma das dificuldades era, por exemplo, na representação do zero. Por mais que o principal sistema de numeração utilizado seja o decimal posicional, outros estão presentes nas nossas vidas, como o sistema de numeração romano, para numerar-se séculos, e o sistema de base sexagesimal, para medir-se as horas. Ainda, a base 12 é bastante presente no cotidiano, como quando consideramos que um ano possui 12 meses ou quando compramos objetos em dúzia no mercado.
AULA 17/08/2021
Aritmética e Codificadores
Aritmética e Codificadores
Existem dois modos de comprimir a informação, usando Técnicas de compressão com perdas ou Técnicas de compressão sem perdas. Esta última que também é conhecida por lossless compression, bit-preserving ou reversible compression. Como o próprio nome indica nas técnicas de compressão que se enquadram neste modo não existe perda de informação entre os dados originais e os dados que serão primeiramente comprimidos e depois “descomprimidos” , ou seja, o fluxo de dados de entrada é idêntico ao fluxo de dados de saída e é nesta ultima categoria que se enquadra a codificação Aritmética.
A codificação aritmética enquadra-se no grupo de técnicas de codificação de entropia, que é um termo genérico que se refere às técnicas de compressão e codificação que não têm em conta a natureza da informação a ser comprimida, ou seja, este tipo de compressão ignora a semântica da informação a ser comprimida sendo representada por sequências de bits. Ao contrário da Codificação de Huffman que gera um novo código para cada símbolo de entrada na Codificação Aritmética atribui-se um único código a cada conjunto de dados (ficheiro de entrada ou outro tipo de conjunto de dados).
Codificadores e decodificadores
Elementos importantes dos circuitos lógicos digitais são os codificadores e os decodificadores. Assim. dando prosseguimento aos artigos sobre eletrônica digital, fundamental para o entendimento do princípio de funcionamento dos computadores e de muitos outros equipamentos, abordaremos os; codificadores e decodificadores. Estes importantes sistemas combinacionais que podem ser elaborados tanto a partir de componentes discretos como obtidos totalmente na forma integrada aparecem numa infinidade de aplicações que os leitores devem conhecer. Os codificadores e decodificadores são circuitos que transformam informações obtidas de determinada maneira em uma informações em outra forma de código que possam ser usadas pelos circuitos seguintes. Como a transformação dos códigos que ocorrem com maior frequência nos circuitos digitais são as que envolvem a passagem de sinais na forma binária para a forma digital e vice-versa, os termos codificadores e decodificadores são específicos para estes tipos de sinais. Assim, denominamos codificadores os circuitos que transformam sinais obtidos na forma decimal em sinais binários ou BCD (Binary Coded Decimal)ou ainda sinais obtidos a partir de 16 entradas em sinais codificados em hexadecimal enquanto que denominamos decodificadores os circuitos que convertem sinais binários ou BCD em sinais decimais ou de outro tipo, como por exemplo os hexadecimais ou ainda capazes de excitar um mostrador de 7 segmentos.
AULA 24/08/2021
Portas Lógicas
Portas Lógicas
O que são portas lógicas?
As portas lógicas são componentes básicos da eletrônica digital. Elas são usadas para criar circuitos digitais e até mesmo circuitos integrados complexos. Em eletrônica digital apenas dois níveis são permitidos, “0” e “1”. Zero representa tensão de 0 V, enquanto que “1” representa uma tensão de 5 V no padrão TTL.
*São capazes de realizar diversas operações matemáticas para desenvolvimento da lógica digital.
Portas Lógicas Fundamentais
A denominação fundamental remete à importância que os tipos dentro dessa divisão possuem. As portas fundamentais calculam o produto, a negação e somam, essenciais nos sistemas mais complexos para operações avançadas.
Dentro das portas fundamentais, existem os principais operadores, que são: AND, OR e NOT.
AND – esse caso se caracteriza por possuir duas entradas e realizar uma operação que é equivalente a multiplicação. A operação calculada resultará em um valor lógico verdadeiro para os operandos somente se os valores dos operados forem verdadeiros;
OR – a adição é a operação presente nesse caso. Assim como a anterior, possui duas entradas, entretanto seu resultado somente será um valor lógico falso de operandos se todos os operandos também possuírem valor falso;
NOT – também conhecido como inversor, seu nome faz jus à operação realizada. O número que entrou sempre será invertido na saída. Por exemplo, o “0” entrou no circuito, então na saída ele estará como “1” e vice-versa.
Para permitir que o circuito realize qualquer ação mais complexa, é necessário a existência das portas lógicas fundamentais.
Portas Lógicas Derivadas
Essas fazem o contrário das fundamentais. Cada tipo é uma negação do tipo anterior. Elas são:
NAND – A porta NAND nega os valores que a primeira porta apresenta, invertendo seus valores como se existisse algum inversos no momento da saída.
NOR – Seguindo a ordem, ela é uma negação da OR, ou seja, inverte os valores que uma OR apresentaria.
XOR – a porta XOR apresenta valores de um OR exclusivo ao comparar dois valores, se esses forem díspares o valor apresentado na saída será “1”. Caso os valores forem iguais, o “0” estará na saída.
XNOR – essa é o contrário da anterior, como uma XOR com valores da saída invertidos, valores iguais resultam em “1” e diferentes são “0”.
AULA 14/09/2021
N2
Flip Flop
Flip Flop
Na lógica combinacional, as células básicas para a construção do circuitos são as portas lógicas, já na lógica sequencial, as células básicas são os circuitos biestáveis ou chamados flip-flops.
São amplamente utilizados por causa de sua característica de "memória". O flip-flop pode ser utilizado para armazenar um bit, ou um digito binário. A informação armazenada em um conjunto de flip-flops pode representar o valor de um contador, um caractere ASCII em uma memória de um computador ou qualquer outra parte de uma informação.
O flip-flop lembra o estado anterior de máquina, e a lógica digital utiliza este estado para calcular o próximo estado.
Um flip-flop tipicamente inclui zero, um ou dois sinais de entrada, um sinal de clock, e um sinal de saída, apesar de muitos flip-flops comerciais proverem adicionalmente o complemento do sinal de saída. Alguns flip-flops também incluem um sinal da entrada clear, que limpa a saída atual. Como os flip-flops são implementados na forma de circuitos integrados, eles também necessitam de conexões de alimentação. A pulsação ou mudança no sinal do clock faz com que o flip-flop mude ou retenha seu sinal de saída, baseado nos valores dos sinais de entrada e na a não existe equação característica do flip-flop.
De forma geral podemos representar o flip-flop como um bloco onde temos 2 saídas: "Q" e "Q*" (Q linha), entrada para as variáveis e uma entrada de controle (Clock). A saída Q será a principal do bloco.
Este dispositivo possui basicamente dois estados de saída. Para o flip-flop assumir um destes estados é necessário que haja uma combinação das variáveis e do pulso de controle (Clock). Após este pulso, o flip-flop permanecerá neste estado até a chegada de um novo pulso de clock e, então, de acordo com as variáveis de entrada, mudará ou não de estado.
Quatro tipos de flip-flops possuem aplicações comuns em sistemas de clock seqüencial: estes são chamados o flip-flop T ("toggle"), o flip-flop S-R ("set-reset"), o flip-flop J-K e o flip-flop D ("delay")
O comportamento de um flip-flop é descrito por sua equação característica, que prevê a "próxima" (após o próximo pulso de clock) saída, Qnext, em termos dos sinais de entrada e/ou da saída atual, Q.
AULA 19/10/2021
Contadores
Contadores
Contadores são circuitos digitas que variam os seus estados sob um comando de um clock (relógio), de acordo com uma sequencia predeterminada.
São utilizados principalmente para contagens diversas divisão de frequência, tempo, geração de formas de onda e conversão do analógico para digital.
Basicamente, estes sistemas são divididos em duas categorias contadores Assíncronos e Síncronos.
CONTADOR SÍNCRONO
Um contador síncrono tem sua contagem especificada através de um diagrama de transição, apresentado na figura abaixo, que indica qual é o estado futuro a ser atingido pelo contador quando é aplicado um pulso de clock.
A indicação (1) mostra que o contador deve iniciar sua contagem pelo estado indicado por (2). Cada circunferência representa um estado da contagem e pode indicar um valor decimal, binário, hexadecimal ou um nome – exemplo ‘state1’ que representa algum valor tabelado. A seta com a indicação (3) representa que existe uma transição do estado ‘state1’ para ‘state2’, assim como para os outros estados.
CONTADOR ASSÍNCRONO
No circuito do contador assíncrono os flip-flops não possuem as entradas clock em comum, pois são arranjados de forma que a entrada clock do flip-flop de ordem n seja a saída do flip-flop de ordem n-1. Possue saída binária sequencial e o bit mais significativo da contagem (MSB) está sempre no último flip-flop, considerando como primeiro flip-flop o que recebe os pulsos de clock.
Em outras palavras, este circuito conta os pulsos de entrada e fornece saídas que são a representação binária desta contagem. Com 4 flip-flops podemos partir a contagem de 15 e com 8 flip-flops, de 255.
Um contador síncrono possui o sinal de clock comum para todos os componentes (Flip-flops) do circuito enquanto um assíncrono possui sinal de clock apenas na primeira etapa e as demais são atualizadas quando o que se encontra à montante muda seu estado.
AULA 26/10/2021
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