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Ronald J. Tocci and Neal S. Widmer Digital Systems, Eighth Edition Copyright ©2001 by Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. 2 Al tocar una guitarra, los trastes nos permiten obtener notas muy precisas. Esto es asimilable a un comportamiento digital. En cambio un violín exige suma precisión del ejecutante para poder repetir una misma nota y que suene de idéntica forma, por lo que es asimilable a un comportamiento analógico. FIGURA 1-1 Diagrama de bloques de un sistema de control de temperatura que requiere conversiones analógica  digital para permitir el uso de técnicas de procesamiento digital.

Ronald J. Tocci and Neal S. Widmer Digital Systems, Eighth Edition Copyright ©2001 by Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. 2 FIGURA 1-2 Valores posicionales decimales como potencias de 10.

Ronald J. Tocci and Neal S. Widmer Digital Systems, Eighth Edition Copyright ©2001 by Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. 2 FIGURA 1-3 Conteo decimal.

Ronald J. Tocci and Neal S. Widmer Digital Systems, Eighth Edition Copyright ©2001 by Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. 2 FIGURA 1-4 Valores posicionales binarios como potencias de 2.

Ronald J. Tocci and Neal S. Widmer Digital Systems, Eighth Edition Copyright ©2001 by Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. 2 FIGURA 1-5 Secuencia de cionteo binaria.

Ronald J. Tocci and Neal S. Widmer Digital Systems, Eighth Edition Copyright ©2001 by Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. 2 FIGURA 1-6 (a) Llaves abiertas y cerradas representando 0 y 1, respectivamente; (b) ausencia o presencia de huecos en una cinta de papel representando 0 and 1, respectivamente.

Ronald J. Tocci and Neal S. Widmer Digital Systems, Eighth Edition Copyright ©2001 by Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. 2 FIGURA 1-7 (a) Asignaciones de tensión típicas en un sistema digital; (b) diagrama típico de tiempos de una señal digital.

Ronald J. Tocci and Neal S. Widmer Digital Systems, Eighth Edition Copyright ©2001 by Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. 2 FIGURA 1-8 Un circuito digital responde a un nivel de entrada binario (0 ó 1) y no a su tensión real.

Ronald J. Tocci and Neal S. Widmer Digital Systems, Eighth Edition Copyright ©2001 by Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. 2 FIGURA 1-9 (a) la transmisión en paralelo usa una sola línea de conexión por bit, y todos los bits son transmitidos simultáneamente; (b) la transmisión serie usa sólo una línea de señal, y los bits individuales son transmitidos en serie (uno a la vez).

Ronald J. Tocci and Neal S. Widmer Digital Systems, Eighth Edition Copyright ©2001 by Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. 2 FIGURA 1-10 Comparación de operación sin y con memoria.

Ronald J. Tocci and Neal S. Widmer Digital Systems, Eighth Edition Copyright ©2001 by Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. 2 FIGURA 1-11 Diagrama funcional de una computadora digital.

Ronald J. Tocci and Neal S. Widmer Digital Systems, Eighth Edition Copyright ©2001 by Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. 2 El sistema de numeración binario es simplemente otra forma de representar magnitudes. El sistema binario es menos complicado que el sistema decimal, ya que sólo tiene dos dígitos. Al principio puede parecer más complicado por no ser familiar. Los dos dígitos binarios (bits) son 0 y 1. Los pesos de un número binario están basados en las potencias de dos. Las computadoras utilizan los números binarios para seleccionar posiciones de memoria. Cada posición se asigna a un único número, denominado dirección. Por ejemplo, el microprocesador Pentium tiene 32 líneas de dirección que pueden seleccionar 2 32 = posiciones unívocas. La aritmética binaria es esencial en todas las computadoras digitales y en muchos otros tipos de sistemas digitales. Para entender los sistemas digitales, debe conocer los principios básicos de la suma, resta, multiplicación y división binarias. Números con signo: los sistemas digitales, tales como la computadora, deben ser capaces de manejar números positivos y negativos. Un número binario con signo queda determinado por su magnitud y su signo. El signo indica si un número es (+) ó (-), y la magnitud indica el valor del número. Existen tres formatos binarios para representar los números enteros con signo: - Signo y Magnitud; - Complemento a 1; - Complemento a dos. El complemento a dos es el sistema de representación de números con signo más utilizado en las computadoras y en los sistemas basados en µ P. SISTEMAS DE NUMERACIÓN

Ronald J. Tocci and Neal S. Widmer Digital Systems, Eighth Edition Copyright ©2001 by Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. 2 SISTEMAS DE NUMERACIÓN (cont.) Las computadoras utilizan el Complemento a Dos (Ca2) para los números enteros negativos en todas las operaciones aritméticas. La razón de ello es que la resta de un número es lo mismo que sumar el Ca2 de dicho número. Las computadoras obtienen el Ca2 invirtiendo los números bit a bit y sumando 1, utilizando para ello instrucciones específicas del procesador. Los números no enteros, muy grandes o muy pequeños, pueden expresarse más cómodamente en el formato de coma flotante. Existen Cis complejos, disponibles en las familias TTL y CMOS, que pueden realizar uno ó más tipos de operaciones aritméticas: 1)La Unidad Aritmético Lógica (ALU): puede realizar 8 operaciones lógicas y aritméticas diferentes sobre dos números de entrada de 4 bits. Incluye la suma, la resta, y las operaciones lógicas OR, AND y X-OR. 2)El multiplicador binario paralelo. 3)La Unidad de Procesamiento Aritmético (Arithmetic Processing Unit - APUs). Realiza la suma, resta, multiplicación, división, raíz cuadrada, logaritmo y funciones trigonométricas. Trabaja en paralelo sobre números de 16, 32 ó 64 bits, asociada a un µ P. INTEL creó una serie de APU’s para trabajar con sus µPs, que se emplean en las PCs. Se denominan “coprocesadores” y pueden realizar operaciones complejas, incluso científicas. Pueden operar con números en coma flotante, 100 veces más rápido que un µ P. Se lo conoce vulgarmente como “coprocesador matemático” ó “unidad de coma flotante” (Floating Point Unit).

Ronald J. Tocci and Neal S. Widmer Digital Systems, Eighth Edition Copyright ©2001 by Prentice-Hall, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. 2 VENTAJAS DE LAS TÉCNICAS DIGITALES (Tocci, 5) Los sistemas digitales, en general, son más fáciles de diseñar. Poseen mayor facilidad para almacenar información. Presentan mayor exactitud y precisión. Posibilitan la programación de las operaciones a realizar. Los circuitos digitales son menos afectados por el ruido. Tienen gran capacidad de integración. Permiten una extraordinaria velocidad de transmisión de la información.

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