INDICE Control de dispositivos específicos Diseño asistido por computadora Simulación Cálculos científicos

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1 INDICE Parte I. La computadora digital: organización, operaciones, periféricos, lenguajes y sistemas operativos 1 Capitulo 1. La computadora digital 1.1. Introducción Aplicaciones de las computadoras digitales Sistemas administrativas Control de procesos Control de dispositivos específicos Diseño asistido por computadora Simulación Cálculos científicos Comunicaciones sistemas de seguridad Otras aplicaciones 1.3. Tipos de computadoras Resumen 1.5. Problemas 8 Capitulo 2. Organización de la computadora digital 2.1. Introducción Arquitectura básica Unidad de memoria Unidad central de procesos Registros Unidad de entrada/salida Operación de la computadora digital Juego básico de instrucciones Formatos de instrucciones y datos Tipos de direccionamiento Ejecución de las instrucciones Códigos de operación Ejemplos de programas La pila en memoria Resumen Problemas 46 Capitulo 3. Operaciones de entrada y salida e interrupciones 3.1. Introducción Conceptos básicos Instrucciones de entrada/salida Interrupciones Procesamiento de interrupciones Procesadores de entada/salida Controladores de acceso directo a memoria Canales Resumen 3.8. Problemas 69 Capitulo 4. Dispositivos periféricos 4.1. Introducción 71

2 4.2. Cintas magnéticas Discos magnéticos Discos ópticos Teclados 4.6. Ratones Digitalizadores ópticos 4.8. Pantallas de video Impresoras Graficadores Sensores y actuadores Resumen Problemas 85 Capitulo 5. Lenguajes, compiladores e interpretadores 5.1. Introducción Tipos de lenguajes Lenguajes de máquina Lenguaje ensamblador Lenguajes de alto nivel (tercera generación) Lenguajes de cuarta generación Lenguajes orientados a objetos Leguajes orientados a programación visual 5.3. Ensambladores Compiladores 5.5. Interpretadores Resumen 5.7. Problemas 96 Capitulo 6. Sistemas operativos 6.1. Introducción Necesidades de los sistemas operativos Tipos de sistemas operativos Componentes y servicios básicos de un sistema operativo Administrador de procesos Administrador de memoria Administrador de almacenamiento secundario Administrador del sistema de entrada y salida Administrador de archivos Sistema de protección y seguridad Administrador de comunicaciones Interprete de comandos Modulo de contabilidad 6.5. Sincronización de procesos 6.6. Memoria virtual Resumen 6.8. Problemas 112 Parte 2. Sistemas de números, representación de datos y operaciones aritméticas 113 Capitulo 7. Sistema de números 7.1. Introducción Sistemas posicionales científicos

3 7.3. Conversión de base b a base Conversión de base 10 a base b Conversión de base b1 a base b Suma de números en base b Resta de números en base b Restas usando complementos Resta usando complementos a la base (complementos a b) Resta usando complementos a la base disminuida (complementos a b-1) Resumen Problemas 140 Capitulo 8. Representación de datos 8.1. Introducción Tipos de datos 8.3. Representación de números enteros con signo Representación en magnitud y signo Representación usando complementos a Representación usando complementos a Representación de números reales Formato con exponente polarizado y mantisa representada en signo y magnitud Formato con exponente y mantisa utilizando complementos a 2 para su representación Decimal codificado en binario (BCD) Representación de caracteres 8.7. Resumen Problemas 163 Capitulo. Operaciones aritméticas en diferentes representaciones 9.1. Introducción 9.2. Operaciones aritméticas de números enteros con signo Operaciones aritméticas de números enteros representados en magnitud y signo Operaciones aritméticas de números enteros en representación en complementos a Operaciones aritméticas de números enteros en representación en complementos a Operaciones de números en decimal en binario (BCD) Resumen 9.5. Problemas 178 Parte 3. Algebra, circuitos lógicos combinatorios y la unidad aritmética/lógica 181 Capitulo 10. Fundamentos de álgebra booleanas Introducción Variables booleanas Operaciones básicas 184 A Jerarquía de las operaciones Funciones booleanas Termino 187

4 Minitérmino y maxitérmino Formas canónicas de funciones booleanas Tabla de verdad Funciones equivalentes Resumen Problemas 192 Capitulo 11. Teoremas de algebra booleanas Introducción Teoremas principales Dualidad Prueba por inducción perfecta Prueba por deducción Aplicación de los teoremas Simplificador de funciones usando teoremas Expresar una función en forma canónica en minitérminos, mediante la aplicación de los teoremas Expresar una función en forma canónica en maxitérminos, mediante la aplicación de los teoremas Resumen Problemas 205 Capitulo 12. Obtención de funciones booleanas a partir de especificaciones lógicas Introducción Pasos para obtener la función booleana Obtención de la función booleana en su forma canónica en minitérminos a partir de su tabla de verdad Obtención de la función booleana en su forma canónica en minitérminos a partir de su tabla de verdad Ejemplos de obtención de funciones booleanas a partir de especificaciones lógicas Funciones no especificadas completamente Resumen Problemas 220 Capitulo 13. Circuitos combinatorios Introducción Símbolos lógicos de funciones booleanas Operaciones lógicas especiales y sus circuitos Operación NAND (NO-Y) Operación NOR (NO-O) Construcción de circuitos lógicos utilizando bloques NAND y NOR Construcción de circuitos lógicos usando bloques NAND Construcción de circuitos lógicos usando bloques NOR Circuitos combinatorios de dos niveles Resumen Problemas 238 Capitulo 14. Minimización de funciones booleanas 14.1 Introducción Minimización de funciones booleanas usando mapas de Karnaugh Mapas de Karnaugh

5 Minimización como suma de productos Minimización como producto de sumas Minimización de funciones usando implicantes primos Minimización de funciones no especificados completamente Minimización de funciones booleanas el método tabular Minimización como suma de productos Minimización como producto de sumas Minimización de funciones no especificadas completamente Minimización de circuitos de arias salidas Resumen Problemas 293 Capitulo 15. Circuitos lógicos combinatorios que realizan funciones comúnmente utilizadas Introducción Operaciones EXOR (O exclusivo) y COIN (equivalencia) Decodificadores Selectores Selectores de 2n entradas a 1 salida Selectores de 1 entrada a 2n salidas Construcciones de funciones lógicas con dispositivos programables Memorias estáticas Arreglos lógicos programados Resumen Problemas 317 Capitulo 16. Unidad aritmética/lógica Introducción Sumador básico Medio sumador Sumador completo Sumador binario de n bits Sumadores/restadores binarios Sumador/restador de números positivos sin signo Sumador/restador de números enteros en representación de magnitud y signo Sumador/restador de números enteros en representación de complementos a Sumador/restador de números enteros en representación de complemento a Sumador/restador de números enteros representados en BCD Diseño de la unidad aritmética Diseño de la unidad lógica Diseño de la unidad aritmética (ALU) Resumen Problemas 356 Parte 4. Circuitos secuenciales, diseño de sistema de memoria y de retiros, arquitecturas de computadoras y unidad de control 359 Capitulo 17. Introducción a los circuitos secuenciales Introducción Celdas biestables o latches

6 17.2. Señales de reloj Flip-Flop S-R (Set-Reset Flip-Flop) El flip-flop d (Delay flip-flop) El flip-flop T (Trigger Flip-Flop) El flip-flop J-K (J-K Flip Flop) Flip-Flop S-R maestro-esclavo (Master-Slave S-R Flip-Flop) Flip-Flop D Master-Slave Delay Flip-Flop) Flip-Flop T maestro-esclavo (Master-Slave Trigger Flip-Flop Flip-Flop J-K maestro-esclavo (Master-Slave J-K Flip-Flop) Flip-Flops activados por transición (Edge Triggered Flip Flops) Entradas asincrónicas Clear y Preset Resumen Problemas 405 Capitulo 18. Diseño de memoria Introducción Memoria RAM Celda binaria Memoria RAM de NXM Sistema de memoria Resumen Problemas 422 Capitulo 19. Diseño de circuitos secuenciales Introducción Clases de circuitos secuenciales Ejemplos simples de circuitos secuenciales Modelos de Mealy de Moore Tablas de excitación para flip-flops Diseño de circuitos secuenciales sincrónicos Diseño de circuitos secuenciales asincrónicos Resumen Problemas 468 Capitulo 20. Diseño de registros Introducción Registro de carga y salida en paralelo Registro de carga en paralelo y salida en serie Registro de carga en serie y salida en paralelo Registro de carga y salida en serie Registro de corrimientos (shift registers) Registro contadores (counters) Transferencia entre registros Resumen Problemas 497 Capitulo 21. Ejemplos de circuitos secuenciales Introducción Diseño de un reloj digital Diseño de un semáforo para el cruce de dos calles de un solo sentido Construcción de una maquina Moore con firmware Diseño de un semáforo para el cruce de dos calles de un solo

7 sentido, usando firmware Resumen Problemas 516 Capitulo 22. Arquitectura básica de una computadora Introducción Arquitectura básica Registros de la unidad central de proceso Tipos de direccionamiento Formato de instrucciones Conjunto de instrucciones Instrucciones de carga Instrucciones de almacenamiento de registros Instrucciones de incremento y decremento de registros instrucciones de suma y resta Instrucciones para el manejo de la pila en memoria Instrucciones lógicas y de corrimientos Instrucciones de comparación Instrucciones de transferencia de control Instrucciones de entrada y salida instrucciones para el manejo de interrupciones y el registro de banderas Instrucciones misceláneas Seudomicrooperaciones de la computadora Seudomicrooperaciones lógicas Seudomicrooperaciones de incremento de registros Seudomicrooperaciones de decremento de registros Seudomicrooperaciones aritméticas Seudomicrooperaciones aritméticas de trasferencias entre registros Seudomicrooperaciones de lectura y escritura a memoria Seudomicrooperaciones aritméticas de entrada y salida Seudomicrooperaciones para habilitar o deshabilitar las interrupciones Descripción de las instrucciones con base en las seudomicrooperaciones Interrupciones Operación de RESET Ejemplos de programas Resumen Problemas 566 Capitulo 23. Unidad de control Introducción Conceptos básicos de control Diseño de la unidad de control para la computadora simplificada usando solo hardware Diseño de la unidad de control parta la computadora simplificada usando solo firmware Diseño de la unidad de control microprograma para la computación definida en el capitulo anterior

8 23.6. Sincronización de eventos Resumen Problemas 602 Capitulo 24. Arquitectura computadores avanzadas Introducción Memoria cache Pipeline Arquitectura RISC Arquitecturas vectoriales Multiprocesadores Resumen Problemas 617 Código ASCII estándar (7 bits) 613 Código ASCII extendido (8 bits) 614 Instrucción de la computadora descrita en el capitulo Apéndice I 619 Apéndice II 621 Índice 625