1. Representación de la información en los sistemas digitales

Transcripción

1 Oliverio J. SantanaJaria Sistemas Digitales Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas Curso Representación de la información en los sistemas digitales Durante Hoy Los digital tipo muchos años, las aplicaciones de la electrónica Diferenciar se limitaron a los sistemas informáticos Describir de en áreas día, la de tecnología la vida cotidiana digital está presente en todo Introducción Introducir binaria circuitos objetivos por digitales como la medio entre lógica de se este magnitudes representa binaria ausencia tema y son: su analógicas la o aplicación información presencia y de digitales diseño tensión de forma Representación de la información en los sistemas digitales 2 1

2 Introducción Magnitudes Representación Dígitos binarios analógicas de la información y digitalesdigital Estructura del tema Resumen Lógica Operaciones Funciones Niveles Formas binaria y lógicos bibliografía lógicas onda digitales básicas Las Por varía toma ejemplo, magnitudes entre todos 20ºC los a lo infinitos analógicas y largo 25ºC valores de un forma toman día, intermedios instantánea, la valores temperatura continuos sino no que Representación la información en los sistemas digitales 3 Magnitudes analógicas Representación de la información en los sistemas digitales 4 2

3 Las Por conjunto temperatura ejemplo, magnitudes valores obtenemos supongamos digitales discretos muestras toman que para únicamente cada medir horala un Magnitudes digitales Representación de la información en los sistemas digitales 5 Hemos temperatura de tiempo obtenido durante muestras un conjunto que representan intervalos el valor discretos de la Es analógica Formato digitalizable es la sólo importante representación un convertido en formato un tener formato una digitalizable en cuenta magnitud que de se que una puede magnitud la naturaleza figura digitalizar anterior analógica, no Representación de la información en los sistemas digitales 6 3

4 Para valor Supongamos digitalizar muestreado que la un creamos magnitud código dos es digital categorías necesario de asignar temperatura a cada Conversión La señal digital correspondiente analógico sería digital la siguiente: > 23ºC : 1 < 23ºC : 0 temperatura hora del día Representación El de la información los sistemas digitales 7 un almacenamiento procesamiento ruido efecto fluctuaciones menory la transmisión más de compacto tensión son no deseadas más eficientes tiene Ventajas de las magnitudes digitales Representación de la información en los sistemas digitales 8 4

5 Introducción Magnitudes Representación Dígitos binarios analógicas de la información y digitalesdigital Estructura del tema Resumen Lógica Operaciones Funciones Niveles Formas binaria y lógicos bibliografía lógicas onda digitales básicas Representación de la información en los sistemas digitales 9 El Los Sólo circuitos tienen dos digitales estados trabajan posiblescon señales Habitualmente eléctrica distintos: se representan bajo y altocon dos niveles de tensión Dígitos binarios Un binario; sistema de numeración dos estados se denomina para dígito conjunto representar los binario dígitos de bits números, se que forma denomina utiliza letras, un código, son bit símbolos binary el 0 que y el es 1digit utilizado Representación de la información en los sistemas digitales 10 5

6 En Las Lo este curso baja usaremos 0 convenio de lógica positiva: En binarios represente tensión alta = 1 binario conseguir, tensiones utilizadas para representar 0 y el 1 Niveles lógicos denominan niveles lógicos están ideal es que un determinado valor de tensión un asignan máximo la comprendidos práctica el a por especificados intervalos nivel esto que lógico entre imposible los niveles alto tensión un mínimo y otro de lógicos que el y nivel lógico bajo Las Representación trenes varían señales de de entre impulsos, digitales están compuestas por series o la información los niveles es decir, lógicos valores bajo y de alto tensión que los sistemas bajo, digitales si ésta pasa al nivel alto 11 Dada un luego impulso una regresa señal positivo en nivel nivel bajo alto alto, decimos decimos si ésta que que pasa se se al ha ha nivel generado generado bajo y tensión alta tensión baja tensión alta tensión baja Formas de onda digitales un impulso negativo Representación de la información en los sistemas digitales 12 6

7 Un posee positivos dos flancos Estos subida los Impulsos de tensión de Los negativos tienen: práctica anterior o de bajada instantáneas las que Flanco impulsos situaciones, asumiremos las posterior transiciones son o aunque de ideales en subida la no mayoría en y son son la tensión alta flanco anterior flanco posterior o de subida o de bajada tensión baja tensión alta flanco anterior flanco posterior o de bajada o de subida tensión baja Los Periódicos trenes de se impulsos repiten a pueden intervalos clasificarse tiempo fijos en: Representación de la información en los sistemas digitales 13 No El intervalo de tiempo fijo se denomina periodo ( T ) Trenes pueden La y periódicos se velocidad mide estar en hertzios a no la que se ( se repiten Hz repite ) se a denomina intervalos frecuencia de tiempo ( f = fijos; 1 / T ) de compuestos impulsos y/o impulsos con diferentes por intervalos impulsos de tiempo distintos entre anchos ellos Representación de la información en los sistemas digitales 14 7

8 Los Cada denominado La trenes señal bit ocupa a de nivel periodo impulsos un alto bajo intervalo representa de representan bitde un tiempo 10 binario secuencias definido, de bits Codificación de la información binaria tensión alta En tensión baja periodo de bit El muchos sistemas digitales, las señales se sincronizan Representación de la información en los sistemas 15 Esta con una señal de temporización básica llamada reloj Un cada diagramas reloj del es una señal periódica en la que Reloj del sistema digitales periodo equivale periodo de bit más en relación cronograma señales, relación que de con así muestra se tiempo, las representa como una demás la también la gráfica relación forma normalmente llamados de temporal formas que varía cronogramas utilizando de entre onda cada dos señal o Representación de la información en los sistemas digitales 16 8

9 Este una señal cronograma S a lo largo muestra del tiempo como se relacionan el reloj y Supongamos Relación entre reloj y otras señales El La frecuencia de que reloj de reloj también periodo es 1/0.001 debe ser bit = es Hzsegundos segundos periodo de reloj reloj S periodo de bit Introducción Magnitudes Representación Dígitos binarios analógicas de la información y digitalesdigital la información en los sistemas 17 Estructura del tema Resumen Lógica Operaciones Funciones Niveles Formas binaria y lógicos bibliografía lógicas onda digitales básicas Representación de la información en los sistemas digitales 18 9

10 dice lógica que una la determinada parte del razonamiento proposición es humano verdadera que nos si Las se cumplen ciertas condiciones Lógica binaria Esto símbolos álgebra pueden pueden ser formuladas con diseño proposiciones permite y tener de análisis usando Boole que dos de un el estados: lógicas álgebra sistemas sistema cierto son de matemático digitales binarias, Boole y falso pueda es denominado decir, aplicarse sólo al Los El se permiten utilizan término circuitos construir para lógicose implementar sistemas aplica son los a digitales funciones bloques los circuitos complejos básicos lógicas digitales que que Representación de la información en los digitales 19 Circuitos Un Vamos a considerar tres operaciones lógicas básicas, determinada cada NOT AND OR circuito una que recibe un realiza símbolo el nombre una representativo operación de puerta lógica lógica Representación de la información en los sistemas digitales 20 10

11 A Las puerta líneas lógica conectadas NOT son sólo las puede entradas a la tener izquierda una entrada del símbolo de una El única Las puertas AND y OR pueden tener dos o más entradas Puertas lógicas lo la derecha del símbolo una puerta lógica hay una Falso: línea conectada que representa la salida Verdadero: representaremos estado nivel las nivel lógico entradas lógico bajo de la (0) alto siguiente y salidas (1) de manera: una puerta lógica entradas puerta lógica salida La inversor, Si puerta la entrada cambia lógica está NOT, de a un también nivel bajo, lógico conocida al nivel como opuesto alto Representación de la información en los sistemas digitales 21 puerta lógica Entrada nivel alto, la salida se pone a nivel bajo NOT 01 Salida 10 Representación de la información en los sistemas digitales 22 11

12 La Si si también de y una las puerta sólo entradas de estará si las lógica todas entradas a nivel AND las entradas está bajo genera a con nivel están un independencia nivel bajo, Entrada a nivel alto alto en la salida la salida puerta lógica AND 0 del resto 1 101Salida La Si cualquiera estará Representación de la información los sistemas digitales 23 entradas una puerta a de nivel las lógica de entradas alto las OR entradas con genera está independencia está a un nivel a nivel alto, Entrada altoen la salida si la salida también puerta lógica OR 0 del resto de las 1 101Salida Representación de la información en los sistemas digitales 24 12

13 Las Durante circuitos puertas lógicos lógicas más pueden complejos, combinarse dando para lugar formar a sistemas digitales con funciones específicas el curso trataremos estas funciones en detalle Funciones lógicas básicas Función aritmética: de comparación conversión decodificación sumar, entre entre para restar, información distintos valores obtener multiplicar, códigos información dividir Función Multiplexar: Demultiplexar: Representación líneas de de la de información salida selección pasar pasar datos datos de de datos de varias una líneas de de entrada a varias una en los sistemas digitales 25 Funciones lógicas básicas Función Función Biestables Registros Memorias de de recuento almacenamiento Representación de la información en los sistemas digitales 26 13

14 Introducción Magnitudes Representación Dígitos binarios analógicas de la información y digitalesdigital Estructura del tema Resumen Lógica Operaciones Funciones Niveles Formas binaria y lógicos bibliografía lógicas onda digitales básicas Las Los magnitudes magnitudes sistemas analógicas son trabajan discretas son continuas señales y binarias las Representación la información en los sistemas digitales 27 Resumen El Dos estados posibles binaria Se Las diseño de tensión representan señales y el de álgebra que los digitales codifican con sistemas dígitos de están Boole información digitales compuestas binarios o se bits: binaria por apoya 0 trenes y 1en de la impulsos lógica Representación de la información en los sistemas digitales 28 14

15 Fundamentos Capítulo Thomas Prentice L. Hall, 1Floyd de 2000 Sistemas Digitales (7ª edición) Bibliografía Representación de la información en los sistemas digitales 29 15