Compuertas Or
Q= (A+B)+C
F= (A+B) + (A+C) F= A(B+C)
J=A+B+C
Álgebra de Boole
Álgebra de Boole
Se denomina así en honor a George Boole, matemático inglés que
fue el primero en definirla como parte de un sistema lógico a mediados del siglo XIX. Específicamente, el álgebra de Boole fue un intento de utilizar las técnicas algebraicas para tratar expresiones de la lógica preposicional. En la actualidad, el álgebra de Boole se aplica de forma generalizada en el ámbito del diseño electrónico. Claude Shannon fue el primero en aplicarla en el diseño de circuitos de conmutación eléctrica biestables, en 1938.
Un álgebra de Boole es un conjunto en el que:
1. Se han definido dos funciones binarias (que necesitan dos parámetros) que llamaremos aditiva (que representaremos por x + y) y multiplicativa (que representaremos por xy) y una función monaria (de un solo parámetro) que representaremos por x'.
3. Tiene las siguientes propiedades:
a) Conmutativa respecto a la primera función: x + y = y + x
b) Conmutativa respecto a la segunda función: xy = yx
c) Asociativa respecto a la primera función: (x + y) + z = x + (y +z)
d) Asociativa respecto a la segunda función: (xy)z = x(yz)
e) Distributiva respecto a la primera función: (x +y)z = xz + yz
f) Distributiva respecto a la segunda función: (xy) + z = (x + z)( y + z)
g) Identidad respecto a la primera función: x + 0 = x
h) Identidad respecto a la segunda función: x1 = x
i) Complemento respecto a la primera función: x + x' = 1
j) Complemento respecto a la segunda función: xx' = 0
Tranferencia de Informacion
Unidad de Medida de Transferencia de Información
Bit: unidad mínima que maneja una computadora. Se trata de un uno o un cero.
Byte: es un conjunto de 8 bits y representa un carácter.
Bps: (bits por segundo) unidad de medida de transferencia de información.
Bytes/s: (bytes por segundo) unidad de medida de transferencia de información en byte por segundo (un carácter por segundo).
Luego llegan los múltiplos, la 'k' de kilo. Aquí hay algunas confusiones, en un principio, por practicidad y rapidez de cálculo podríamos decir:
15 kbytes equivale a 15.000 bytes. Por lo tanto para pasar de una a otra se multiplica o divide por 1000 respectivamente.
Pero si queremos ser estrictos, en computación (y sólo en computación) 1 kb (kilobyte) equivale a 1024 bytes. O sea, la k equivale a 1024 y no a 1000 como en otras medidas.
1024 bits = 1 kbits (kilo bit)
1024 bps (bits por segundo) = 1 kByte/s (kilo byte por segundo)
1024 bytes = 1 kb (kilo bytes)
1024 bytes/segundo = 1 kb/s (1 kb por segundo).
1024 kb = 1 mb (megabyte)
1024 kb/s = 1 mb/s (un megabyte por segundo)
Los proveedores de Internet hablan de velocidades de bajada de 64 kbps, 128 kbps, 256 kbps, 512 kbps, 1 mega (1024 kbps), 2 megas (2049 kbps). Pero tanto en Internet Explorer como en programas de descargas y en Internet en general, se habla en kb (que es, en definitiva, lo que ocupa un archivo) y en kb/s (kbyte por segundo); por lo tanto, es interesante saber de cuánto es la velocidad de bajada expresada en kb por segundo. Esto puede traer confusión a los usuarios no expertos pues podrían pensar que bajarían 1 megabyte de información por segundo.
Un bit es una señal electrónica que puede estar encendida (1) o apagada (0). Es la unidad más pequeña de información que utiliza un ordenador. Son necesarios 8 bits para crear un byte.
La mayoría de las veces los bits se utilizan para describir velocidades de transmisión, mientras que los bytes se utilizan para describir capacidad de almacenamiento o memoria.
El funcionamiento es el siguiente: El circuito electrónico en los ordenadores detecta la diferencia entre dos estados (corriente alta y corriente baja) y representa esos dos estados como uno de dos números, 1 o 0. Estos básicos, alta/baja, ambos/o, si/no unidades de información se llaman bits.
El término bit deriva de la frase dígito binario (en inglés binary digit).
El Megabyte (MB) es una unidad de medida de cantidad de datos informáticos. Es un múltiplo del octeto, que equivale a 106 (1.000.000 octetos) o 220 (1.048.576 octetos), según el contexto. La primera definición es más acorde al prefijo mega-, mientras que la segunda es una cantidad más práctica desde el punto de vista informático. Para ésta es más acorde emplear el mebibyte. Como los dos números están relativamente cercanos, y confundir uno con otro ha llevado ocasionalmente a problemas.
Un Gigabyte es una unidad de medida aproximadamente igual a 1 billón de bytes. El gigabyte se utiliza para cuantificar memoria o capacidad de disco. Un gigabyte es igual a 1,000MB (realmente 1.024 megabytes).
El gigabyte se abrevia a menudo como G o GB.
Un kilobits por segundo es una unidad de medida que se usa en telecomunicaciones e informática para calcular la velocidad de transferencia de información a través de una red. Su abreviatura y forma más corriente es kbps.
Equivale a 1000 bps.
Ejemplo:
64 kbps = 64 000 bits/s
En algunas ocasiones los datos se expresan en bytes por segundo (Bps), entonces un kbps es igual a un kilobyte por segundo, un Mbps es igual a un megabyte por segundo y un Mbps es igual a un gigabyte por segundo.
Debe tenerse en cuenta que las unidades de velocidad de transferencia de información se relacionan en potencias de 10 en lugar de potencias de 2 como ocurre en el caso de las unidades de información referidas a almacenamiento/procesamiento
Ejemplo 1: 1 kb = 1000 bits = 103 bits.
Ejemplo 2: 1 kB = 1024 bytes = 26 bytes.
Ejemplo 3: 1 kB = 1024 bytes = (26) ·8 bits = 29 bits.
Niveles Logicos
Los CIs digitales trabajan con dos márgenes de tensiones (suficientemente separadas) que codifican un dígito de código binario: 1 o 0. Estas tensiones reciben el nombre de niveles lógicos y como ya hemos dicho, tanto el nivel lógico alto (1) como el bajo (0) son un intervalo de tensiones.
La figura ilustra el rango general de variación para los niveles alto y bajo. El límite VH(max) representa el máximo valor permitido para el nivel alto y el límite VH(min) representa el mínimo valor que puede tomar el nivel alto. Idénticas definiciones existen para el nivel mínimo ( VL(max) y VL(min)). El rango de tensiones entre VL(max) y VH(min) representa un intervalo de incertidumbre. Una tensión dentro de dicho rango podría ser interpretada por el elemento lógico que la utiliza, como un nivel alto o como un nivel bajo, pero nunca se podría determinar con seguridad cual será la interpretación a priori.
Por último diremos que los niveles lógicos son en general distintos sin estamos considerando la entrada o la salida del elemento lógico.
Lenguaje de Máquinas
El lenguaje de máquinas
El lenguaje máquina es el único que entiende directamente la computadora, utiliza el alfabeto binario que consta de los dos únicos símbolos 0 y 1, denominados bits (abreviatura inglesa de dígitos binarios). Fue el primer lenguaje utilizado en la programación de computadoras, pero dejó de utilizarse por su dificultad y complicación, siendo sustituido por otros lenguajes más fáciles de aprender y utilizar, que además reducen la posibilidad de cometer errores.
Ejemplo
| 0000 | 0001 | 1010 | 0001 | 01 A1 |
| 1000 | 1001 | 1001 | 1010 | 89 9A |
| 0011 | 1010 | 1001 | 1100 | 3A |
| 0111 | 0100 | 0111 | 0000 | 74 70 |
| 1110 | 1001 | 0010 | 0000 | E9 20 |
Familias lógicas
Familias lógicas
En ingeniería informática, se puede referir a uno de dos conceptos relacionados; una familia lógica de dispositivos circuitos integrados digitales monolíticos, es un grupo de puertas lógicas (o compuertas) construidas usando uno de varios diseños diferentes, usualmente con niveles lógicos compatibles y características de fuente de poder dentro de una familia. Muchas familias lógicas fueron producidas como componentes individuales, cada uno conteniendo una o algunas funciones básicas relacionadas, las cuales se podrían ser utilizadas como “construcción de bloques” para crear sistemas o como por así llamarlo “pegamento” para interconectar circuitos integrados más complejos.
También puede referirse a un conjunto de técnicas usadas para la implementación de la lógica dentro de una larga escala de circuitos integrados tal como un procesador central, memoria, u otra función compleja; estas familias usan técnicas dinámicas registradas para minimizar el consumo de energía y el retraso.
- Dentro de las familias lógicas se encuentran:
- DL (Lógica Diodo)
- RTL (Lógica Resistencia-Transistor)
- DTL (Lógica Diodo-Transistor)
- ECL (Lógica de Acoplamiento de Emisor)
- TTL (Lógica Transistor-Transistor)
- MOS (Semiconductor Oxido Metal)
- PMOS (MOS tipo-P)
- NMOS (MOS tipo-N)
- CMOS (MOS Complementario)
- BiCMOS (CMOS Bipolar)
- IIL ó I2L (Lógica Inyección Integrada)
Escalas De Integración
Escalas De Integración De Los Circuitos Lógicos Ssi, Msi Y Lsi
La rapidez del desarrollo tecnológico ha dado lugar a que se puedan integrar simultáneamente en un mismo dispositivo un número determinado de puertas entre sí, que realizan una función concreta, así a principio de los años sesenta llegó la aparición del circuito integrado A partir de entonces se han ido mejorando las técnicas de fabricación de forma espectacular, hasta llegar a la actualidad, donde es posible encontrar en una superficie de algo más de
Las escalas que aquí vamos a tratar son las siguientes:
SSI (Short Scale Integration): Es la escala de integración más pequeña de todas, y comprende a todos aquellos integrados compuestos por menos de 12 puertas
MSI (Médium Scale Integration): Esta escala comprende todos aquellos integrados cuyo número de puertas oscila ente 12 y 100 puertas. Es común en sumadores, multiplexores,... Estos integrados son los que se usaban en los primeros ordenadores aparecidos hacia 1970.
LSI (Large Scale Integration): A esta escala pertenecen todos aquellos integrados que contienen más de 100 puertas lógicas (lo cual conlleva unos 1000 componentes integrados individualmente), hasta las mil puertas. Estos integrados realizan una función completa, como es el caso de las operaciones esenciales de una calculadora o el almacenamiento de una gran cantidad de bits. La aparición de los circuitos integrados a gran escala, dio paso a la construcción del microprocesador. Los primeros funcionaban con 4 bits (1971) e integraban unos 2.300 transistores; rápidamente se pasó a los de 8 bits (1974) y se integraban hasta 8.000 transistores. Posteriormente aparecieron los microprocesadores de circuitos integrados VLSI
VLSI: (Very Large Scale Integration) de
- Compuerta NOT
Compuerta NOT
El circuito NOT es un inversor que invierte el nivel lógico de una señal binaria. Produce el NOT, o función complementaria. El símbolo algebraico utilizado para el complemento es una barra sobra el símbolo de la variable binaria.
Si la variable binaria posee un valor 0, la compuerta NOT cambia su estado al valor 1 y viceversa.
El círculo pequeño en la salida de un símbolo gráfico de un inversor designa un inversor lógico. Es decir cambia los valores binarios 1 a 0 y viceversa.
- Compuerta NOR
Compuerta NOR
La compuerta NOR es el complemento de la compuerta OR y utiliza el símbolo de la compuerta OR seguido de un círculo pequeño (quiere decir que invierte la señal). Las compuertas NOR pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función OR.
- Compuerta NAND
Compuerta NAND
Es el complemento de la función AND, como se indica por el símbolo gráfico, que consiste en una compuerta AND seguida por un pequeño círculo (quiere decir que invierte la señal).
La designación NAND se deriva de la abreviación NOT - AND. Una designación más adecuada habría sido AND invertido puesto que es la función AND la que se ha invertido.
Las compuertas NAND pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función AND.
- Compuerta Separador (yes)
Compuerta Separador (yes)
Un símbolo triángulo por sí mismo designa un circuito separador, el cual no produce ninguna función lógica particular puesto que el valor binario de la salida es el mismo de la entrada.
Este circuito se utiliza simplemente para amplificación de la señal. Por ejemplo, un separador que utiliza 5 volt para el binario 1, producirá una salida de 5 volt cuando la entrada es 5 volt. Sin embargo, la corriente producida a la salida es muy superior a la corriente suministrada a la entrada de la misma.
De ésta manera, un separador puede excitar muchas otras compuertas que requieren una cantidad mayor de corriente que de otra manera no se encontraría en la pequeña cantidad de corriente aplicada a la entrada del separador.
- Compuerta Or
Compuerta OR
La compuerta OR produce la función sumadora, esto es, la salida es 1 si la entrada A o la entrada B o ambas entradas son 1; de otra manera, la salida es 0.
El símbolo algebraico de la función OR (+), es igual a la operación de aritmética de suma.
Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier entrada es 1.
Tipos de Compuertas
Compuerta AND
Cada compuerta tiene dos variables de entrada designadas por A y B y una salida binaria designada por x. La compuerta AND produce la multiplicación lógica AND: esto es: la salida es 1 si la entrada A y la entrada B están ambas en el binario 1: de otra manera, la salida es 0. Estas condiciones también son especificadas en la tabla de verdad para la compuerta AND. La tabla muestra que la salida x es 1 solamente cuando ambas entradas A y B están en 1. El símbolo de operación algebraico de la función AND es el mismo que el símbolo de la multiplicación de
la aritmética ordinaria (*) .
Las compuertas AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la salida es 1 si todas las entradas son 1.
Compuertas Logicas
Compuertas Lógicas
Las computadoras digitales utilizan el sistema de números binarios, que tiene dos dígitos 0 y 1. Un dígito binario se denomina un bit. La información está representada en las computadoras digitales en grupos de bits. Utilizando diversas técnicas de codificación los grupos de bits pueden hacerse que representen no solamente números binarios sino también otros símbolos discretos cualesquiera, tales como dígitos decimales o letras de alfabeto. Utilizando arreglos binarios y diversas técnicas de codificación, los dígitos binarios o grupos de bits pueden utilizarse para desarrollar conjuntos completos de instrucciones para realizar diversos tipos de cálculos.
La información binaria se representa en un sistema digital por cantidades físicas denominadas señales, Las señales eléctricas tales como voltajes existen a través del sistema digital en cualquiera de dos valores reconocibles y representan una variable binaria igual a 1 o 0. Por ejemplo, un sistema digital particular puede emplear una señal de 3 volts para representar el binario "1" y 0.5 volts para el binario "0". La siguiente ilustración muestra un ejemplo de una señal binaria.
Circuito Integrado
Circuito Integrado
Un circuito integrado (CI) o chip, es una pastilla muy delgada en la que se encuentra una 
enorme cantidad (del orden de miles o millones) de dispositivos microelectrónicos interconectados , principalmente diodos y transistores, además de componentes pasivos como resistencias o condensadores. Su área es de tamaño reducido, del orden de un cm² o inferior. Algunos de los circuitos integrados más avanzados son los microprosesadores, que son usados en múltiples artefactos, desde computadoras hasta electrodomésticos, pasando por los télefonos móviles. Otra familia importante de circuitos integrados la constituyen las memorias digitales.
Conversion Digital a Analoga y Viceversa
Conversion Digital a Análogo
Digital-to-analog converter, DAC, D/A). En electrónica, dispositivo que convierte una entrada digital (generalmente binaria) a una señal analógica (generalmente voltaje o carga eléctrica). Los conversores digital-analógico son interfaces entre el mundo abstracto digital y la vida real analógica. La operación reversa es realizada por un conversor analógico-digital (ADC).Este tipo de conversores se utiliza en reproductores de sonido de todo tipo, dado que actualmente las señales de audio son almacenadas en forma digital (por ejemplo, MP3 y CDs), y para ser escuchadas a través de los parlantes, los datos se deben convertir a una señal analógica. Los conversores digital-analogico también se pueden encontrar en reproductores de CD, reproductores de música digital, tarjetas de sonidos de PC, etc.
Conversion Análoga a Digital
El procedimiento consiste en tomar muestras de una señal análoga para producir una serie de números que es la representación digital de la misma señal.La frecuencia del muestreo debe ser por lo menos dos veces la frecuencia más alta,presente en la señal,para evitar la generación de aliases.
Conversión de análoga a digital
Electronica Analógica
La Electronica Analógica
La electronica analógica considera y trabaja con valores continuos pudiendo tomar valores infinitos, podemos acotar que trata con señales que cambian en el tiempo de forma continua porque estudia los estados de conducción y no conducción de los diodos y los transistores que sirven para diseñar cómputos en el algebra con las cuales se fabrican los circuitos integrados.
La Electrónica Analógica abarca muchos campos como por ejemplo, la electrónica analógica dinamica que trata de un circuito que traslada hondas o vibraciones a un sistema eléctrico, la analógica hidráulica la cual es existente entre una corriente del agua de superficie plana o un flujo bidimensional como ejemplo un reloj, el cual tiende a tene4r engranaje de diferentes tipos los cuales son movidos por un conductor el mueve los engranajes que son diferentes tamaños pero cada uno para una funcion especifica como la de los segundos, minutos y horas.
Electronica Digital
Electronica Digital
La electrónica digital es una parte de la electronica que se encarga de sistemas electrónicos en los cuales la informacion está codificada en dos únicos estados. A dichos estados se les puede llamar "verdadero" o "falso", o más comúnmente 1 y 0. Electrónicamente se les asigna a cada uno un voltaje o rango de voltaje determinado, a los que se les denomina niveles lógicos, típicos en toda señal digital.
Se diferencia de la electronica analoga en que, para la electrónica digital un valor de voltaje codifica uno de estos dos estados, mientras que para la electrónica analógica hay una infinidad de estados de información que codificar según el valor del voltaje.
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