Técnicas y Dispositivos Digitales 1. UNIDAD 3 Códigos Binarios

Transcripción

1 Técnicas y Dispositivos Digitales 1 UNIDAD 3 Códigos Binarios Departamento de Ingeniería Electrónica y Computación. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional de Mar del Plata

2 Codificación Numero Letra Palabra Conjunto de símbolos Nueva representación

3 Codificación Numero Letra Palabra Conjunto de símbolos Nueva representación A Puntos Rayas.-

4 Codificación Numero Letra Palabra Conjunto de símbolos Nueva representación ORIGINAL CÓDIGO CODIFICADO A Puntos Rayas.-

5 Ejemplo Código Morse Se transmiten señales sonoras Punto: Mínima duración. Raya: Aprox. 3 veces duración del punto A - J --- S B - K - - T C - - L - U D - M -- V E N - W -- 5 F - O --- X G -- P -- Y H Q -- - Z I R

6 Códigos binarios Basados en codificación binaria (0 y 1) Alfanuméricos Numéricos Especiales

7 Códigos binarios Basados en codificación binaria (0 y 1) Alfanuméricos Numéricos Especiales

8 Códigos Alfanuméricos Objetivo Representar dígitos, letras y otros caracteres. Tipos de caracteres Los diez dígitos del sistema decimal (0,1, 9) Las letras, mayúsculas y minúsculas del alfabeto (a, b,, z, A, B, Z) Los signos de puntuación y caracteres especiales (=, ; :. - + *) Los caracteres de control: tabulación, salto línea, principio fin de una transmisión, etc.

9 Códigos Alfanuméricos Fieldata Creado en 1956 y cancelado en bits EBCDIC Década de 1960 Principalmente IBM 8 bits Problemas de compatibilidad

10 Códigos Alfanuméricos ASCII Unicode

11 Código ASCII ASCII American Standard Code for Information Interchange Código Estándar Estadounidense para el Intercambio de Información Primera versión en 1963 Surge de un comité de estandarización ASA (hoy conocido como ANSI) 7 bits

12 Código ASCII 7 bits 128 combinaciones 32 caracteres de control 96 imprimibles 26 letras mayúsculas 26 letras minúsculas 10 dígitos numéricos 34 caracteres especiales

13 Código ASCII

14 Código ASCII Caracteres de control 1 NULL STX ETX ENQ BEL BS LF FF CR SO SI VT HT EOT SQH ACK DLE Null (carácter nulo) Start of Text (comienzo de texto) End of Text (final de texto) Enquirity (petición de transmisión) Bell (señal audible, timbre o alarma) Backspace (retroceso) Line feed (avance de línea) Form Feed (avance de línea) Carriage Return (retorno de carro) Shift Out (quitar desplazador de bits) Shift In (poner desplazador de bits) Vertical Tabulation (tabulación vertical) Horizontal Tabulation (tabulación horizontal) End of Transmission (fin de transmisión) Start of Heading (comienzo de cabecera) Acknowledge (reconocimiento de transmisión) Data Link Escape (escape de enlace de datos)

15 Código ASCII Caracteres de control 2 DC1 Device Control 1 (control de dispositivo 1) DC2 Device Control 2 (control de dispositivo 2) DC3 Device Control 3 (control de dispositivo 3) DC4 Device Control 4 (control de dispositivo 4) NAK Negative acknowledge (transmisión negativa) ETB End of transmission block (fin de bloque de transmisión) CAN Cancel (cancelar) SUB Substitute (substitución) ESC Escape (escape) FS File Separator (separador archivos) GS Group Separator (separador de grupos) RS Record Separator (separador de registros) US Unit Separator (separador de unidades) EM End of Medium (final del medio) SYN Synchronous idle (espera síncrona)

16 Código ASCII - Limitaciones Caracteres exclusivos del idioma inglés. Intentos de utilizar el bit 8 para extender ASCII a otros idiomas: ISO Problemas de compatibilidad ISO primeros caracteres igual a ASCII Mac OS Roman 128 primeros caracteres igual a ASCII Windows primeros caracteres igual a ASCII

17 Código UNICODE Diseñado para múltiples lenguajes y disciplinas técnicas. Representa caracteres en una longitud variable de bits. Asigna un único número a cada carácter. La representación gráfica está a cargo del software. Actualmente caracteres (versión 8). Tres formas de codificación (compatibles) UTF-8 UTF-16 UTF-32 unicode.org

18 Código UNICODE UTF-8 Popular en HTML y otros protocolos similares. Codifica todos los caracteres en una cantidad variable de unidades de 8 bits. Primeros 128 caracteres tienen igual valor que ASCII. UTF-16 Balance entre eficiencia y almacenamiento. La mayoría de los caracteres mas utilizados caben en una única unidad de código de 16 bits. Los demás se acceden combinando pares de unidades. UTF-32 Utilizado cuando el espacio no es una preocupación. Todos los caracteres se representan con una única unidad de código de 32 bits. unicode.org

19 Códigos binarios Basados en codificación binaria (0 y 1) Alfanuméricos Numéricos Especiales Objetivo: representar números con una combinación de bits determinada.

20 Códigos Numéricos. Características Ponderación Ponderados: cada bit tiene un peso determinado. No ponderado: Sin peso específico. Operaciones matemáticas Aritméticos: permiten realizar operaciones. No aritméticos: no es posible operar matemáticamente. Continuidad Continuo: Cualquier combinación a la siguiente son adyacentes. No continuo: Cambia más de un bit entre al menos dos combinaciones de código consecutivas.

21 Códigos Numéricos. Características Cíclico Cíclico: Primera y última palabras adyacentes. Autocomplementariedad Autocomplementarios: Complemento a 9 se obtiene invirtiendo todos los bits. Complemento a 9=9 - Numero. Útil para realizar restas mediante suma de números positivos.

22 Principales Códigos Numéricos Johnson BCD-8421 Exceso 3 Código Aiken o 2421 Código Gray Códigos Biquinarios

23 Código Johnson Decimal Código Johnson Codifica la información en 2n 5 bits para codificar los números decimales (2x5=10). Continuo? Cíclico? Ponderado? Aritmético? Autocomplementario?

24 Código Johnson Decimal Código Johnson Codifica la información en 2n 5 bits para codificar los números decimales (2x5=10). Continuo. Cíclico. No ponderado. No aritmético. No autocomplementario. Útil en contadores, dada su simplicidad y facilidad de decodificación. Mas robusto que binario natural.

25 Código BCD (binary-coded-decimal) Decimal BCD Representa 0 a 9 en binario natural. Combinaciones no válidas (10 a 15) Continuo? Cíclico? Ponderado? Aritmético? Autocomplementario?

26 Código BCD (binary-coded-decimal) Decimal BCD Representa 0 a 9 en binario natural. Combinaciones no válidas (10 a 15) No continuo No cíclico Ponderado Aritmético No autocomplementario

27 Código BCD. Ejemplos Siempre conjuntos de 4 bits que codifican cada dígito del número.

28 Código BCD. Suma Para sumar dos números en BCD es necesario sumar la representación binaria de cada uno de los dígitos En caso de que se produzca una combinación inválida se debe sumar seis (0110) a dicha combinación POR QUÉ? Si se produce un acarreo, este se suma al dígito de la izquierda.

29 Código BCD. Suma

30 Código BCD. Suma Combinación no válida

31 Código BCD exceso 3 (BCD XS3) Se construye sumando 3 a cada dígito BCD. Logra autocomplementariedad Facilita la operación de resta (suma de dos números positivos, uno de ellos complementado a 9) Utilizado en calculadoras.

32 Código BCD exceso 3 (BCD XS3) Decimal BCD XS Representa 0 a 9 en binario natural+3. Combinaciones no válidas 0 a 2 y 13 a 15 No continuo No cíclico No ponderado Aritmético Autocomplementario

33 Código BCD Aiken ( ) Similar al código BCD natural con distinta ponderación. Pesos: Motivación: Conseguir un código autocomplementario.

34 Código BCD Aiken ( ) Decimal BCD Representa 0 a 9 en binario natural+3. Combinaciones no válidas 0 a 2 y 13 a 15 No continuo No cíclico Ponderado Aritmético Autocomplementario

35 Códigos biquinarios Constan de dos partes: Una posee dos estados y la otra 5 estados. Cada parte se puede representar de diversas maneras. Dos estados pueden definirse con un bit o dos. La parte de 5 estados puede representarse con 3 a 5 bits. Surgen de los antiguos ábacos. Usado en las primeras computadoras (colossus) Permiten detección de errores

36 Códigos biquinarios. Ejemplos Valor bits bits p bits p-5-xxx

37 Códigos binarios Basados en codificación binaria (0 y 1) Alfanuméricos Numéricos Especiales

38 Código Gray (código binario reflejado) No ponderado Formulado para ser cíclico y continuo. No es un código aritmético Puede tener cualquier número de bits Usado principalmente en la codificación de sensores rotativos.

39 Código Gray. Formulación Con 2 bits Con 3 bits Con 4 bits

40 Sensor rotativo codificado en Gray 3 bits 10 bits