Aula 1: Introdução aos Sistemas Digitais

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1 Aula 1: Introdução aos Sistemas Digitais
Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Computação Aula 1: Introdução aos Sistemas Digitais Graduação em Sistemas de Informação Disciplina: Sistemas Digitais Prof. Dr. Daniel A. Furtado

2 Conteúdo Programático
1 - Sistemas de Numeração e Códigos Sistemas binário e hexadecimal Representação com sinal e em ponto flutuante Conversão entre os sistemas Operações aritméticas Código BCD, Gray e ASCII Introdução à detecção e correção de erros 2 - Álgebra das Variáveis Lógicas Variáveis e funções lógicas; Tabela verdade; Portas lógicas: NOT, OR, AND, NOR, NAND, XOR; Teoremas da Álgebra de Boole; 3 - Fundamentos de Circuitos Combinacionais Formas canônicas de funções lógicas; Mintermos e maxtermos Minimização de circuitos combinacionais; Projeto de circuitos combinacionais. 4 - Circuitos Combinacionais Básicos Famílias de circuitos lógicos (TTL, ECL, IIL CMOS); Saídas de alta impedância: three state; Simbologia de terminais de controle; Codificadores e Decodificadores; Multiplexadores e Demultiplexadores; Arrays Lógicos Programáveis (PLA) e memória ROM. 5 – Fundamentos de circuitos sequenciais síncronos 6 – Fundamentos de circuitos sequenciais assíncronos.

3 Sistema de Avaliação Prova 1: 30 Pontos Prova 2: 30 Pontos
Trabalhos: 10 pontos

4 Bibliografia TOCCI, R. J.; WIDMER, N. S.; MOSS, G. L. Sistemas Digitais: princípios e aplicações. 11.ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011. CAPUANO, F. G.; IDOETA, I. V. Elementos de Eletrônica Digital. 40.ed. São Paulo: Érica, 2008.

5 Sistemas Digitais - Motivação
O computador é um sistema digital Entender SD auxilia na programação de computadores Interconexão entre sistemas Conexão com dispositivos móveis Base para outras disciplinas

6 Representação Analógica x Digital
Analógica: indicador proporcional continuamente variável. Exemplos: dinamômetro analógico, termômetro analógico. Analógico: a quantidades físicas (força, temperatura...) estão sendo associadas a um indicador por meios puramente mecânicos. Quantidades analógicas pode variar ao longo de uma faixa contínua de valores. Outro exemplo: sinal de tensão analógico produzido por um microfone.

7 Representação Analógica x Digital
Digital: as quantidades variam em incrementos discretos, utilizando dígitos. Exemplos: Relógio digital, termômetro digital. Em um termômetro digital, a representação da temperatura muda subitamente de um medida para a outra, como de 22 C para 22.1 C.

8 Sistemas Analógicos x Sistemas Digitais
Combinação de dispositivos projetos para manipular informação lógica ou quantidades físicas representadas digitalmente. Exemplos: computadores, calculadoras. Sistemas Analógicos Manipulam quantidades físicas representadas na forma analógica. Exemplo: microfone analógico, alto-falante.

9 Sistemas Digitais – Vantagens
Menor custo de armazenamento; Maior capacidade de armazenamento; Geralmente oferecem maior precisão e exatidão; Menos vulnerável às interferências causadas pelo meio, como variação de temperatura, umidade, variação de tensão, etc; Podem ser programados de maneira mais eficiente.

10 Sinal Analógico x Sinal Digital
f X Y f X Y v t t v Infinitos possíveis valores, mensuráveis a qualquer momento; Complexo. Número finito de valores possíveis, mensuráveis em intervalos específicos; Relativamente simples;

11 Conversão Digital-Analógico
Conversor Analógico-Digital (ADC) Converte um sinal analógico, geralmente representado como uma variação de tensão ou corrente, em um sinal digital. Exemplo: o sinal analógico gerado por sensor de temperatura pode ser convertido para rep. digital. Conversor Digital-Analógico (DAC) Realiza o processo inverso O “sinal” de uma música digital, em MP3, é convertido para uma representação digital antes de ser enviado para os alto-falantes.

12 Sistemas de Numeração Sistema de Numeração Decimal (base 10)
Utiliza 10 símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9 Difícil de ser implementado em sistemas digitais Sistema de Numeração Binário (base 2) Utiliza apenas dois símbolos: 0 e 1 Mais fácil de ser implemento em sistemas digitais (pode ser representado com dois níveis de tensão) Sistema de Numeração Hexadecimal (base 16) Utiliza 16 símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Interpretação conveniente de números em binário.

13 Sistema de Numeração Decimal
Exemplo: número decimal 825 8 centenas + 2 dezenas + 5 unidades 825 LSD - Dígito menos significativo (Least Significant Digit) Dígito mais significativo - MSD (Most Significant Digit) 20 + 5 8∙ ∙10 + 5 𝟖∙𝟏𝟎 𝟐 + 𝟐∙𝟏𝟎 𝟏 + 𝟓∙𝟏𝟎 𝟎