Arquitectura de computadores

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Introdução aos Sistemas Digitais e Microprocessadores
Guilherme Arroz José Monteiro 23 de Maio de 2003 Arlindo Oliveira

Conteúdo
Prefácio 1 2 Introdução Bases de Numeração e Códigos 2.1 Bases de Numeração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 Representação de números em base . . . . . . . . 2.1.2 Representação de números em base . . . . . . . . 2.1.3 Representação de números embases potência de 2 . 2.2 Operações aritméticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 Somas em base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2 Multiplicações em Base . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.3 Operações aritméticas em outras bases . . . . . . . 2.3 Códigos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1 Codificação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 2.3.2 Códigos numéricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.3 Códigos alfanuméricos . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Representação digital da informação . . . . . . . . . . . . .
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2 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 5 6 7 11 14 14 16 16 18 18 19 21 25 27 27 28 29 30 30 31 33 33 34 36 37 38 39 40 43 45 47 49

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FunçõesLógicas 3.1 Álgebra de Boole Binária . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1 Funções Lógicas de Uma Variável . . . . . . . . . . . . . 3.1.2 Funções de Duas Variáveis . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.3 As Funções AND e OR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.4 Função Conjunção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.5 Função Disjunção . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 3.1.6 Princípio da Dualidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.7 Prioridade na Execução de Operações . . . . . . . . . . . 3.1.8 Teoremas Envolvendo Conjunção e Disjunção . . . . . . 3.1.9 Definição Formal de Álgebra de Boole . . . . . . . . . . . 3.1.10 Funções NAND e NOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.11 Função XOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3.1.12 Funções de Variáveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.13 Manipulação de Expressões Lógicas . . . . . . . . . . . . 3.2 Representação de Funções Lógicas . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1 Forma Canónica Normal Disjuntiva . . . . . . . . . . . . 3.2.2 Forma Canónica Normal Conjuntiva . . . . . . . . . . . . 3.2.3 Representação de Funções Usando um só Tipo de Função
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i ii 3.3

CONTEÚDO
Minimização de Expressões Lógicas . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1 Método de Karnaugh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2 Método de Quine-McCluskey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 53 71 83 83 83 83 83 83 83 83 83 83 83 83 85 86 86 86 86 86 86 86 86 86 86 86 86 86 86 86 86 86 87 88 88 88 88 88 88 88 88 88 88 88 88

4 Realização Física de Circuitos Lógicos 4.1 Famílias lógicas . . . . . . . . . . . . . 4.1.1 Portas básicas. . . . . . . . . . 4.1.2 Elementos de alta impedância 4.1.3 Interligações e barramentos . . 4.2 Realização directa . . . . . . . . . . . . 4.2.1 ROM . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.2 PLA . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Dispositivos programáveis . . . . . . . 4.4 Projecto assistido de circuitos lógicos . 4.4.1 Editor de esquemáticos . . . . 4.4.2 Simulação . . . . . . . . . . . .

5Módulos Combinatórios de Média Complexidade 5.1 Descodificadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.1 Descodificadores binários . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.2 Interligação de descodificadores . . . . . . . . . . . . . . 5.1.3 Realização de descodificadores . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Codificadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1...
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