Sistemas Digitales y Arquitectura de Computadoras Emiliano Llano Díaz SISTEMASDIGITALESYARQUITECTURADECOMPUTADORAS EmilianoLlanoDíaz ElautoryExaIngeniería®noestánafiliadosaningúnfabricante. Todoslosesfuerzosposiblesfueronhechosparaproveerdeunainformaciónverazycompleta.Sinembar- go,losautoresnosehacenresponsablesdeomisiones,usoalquesedestinelainformaciónoporinfracciones apatentesuotrosderechosdetercerosqueresulten. DerechosReservados©porelautor1993.Derechosmundialesreservados.Ningunapartedeestapublica- ciónpuedeserreproducidaoalmacenadaenningúnmedioderetransmisión,fotocopiadooreproducciónde ningúntipo,incluyendoperonolimitándoseafotocopia,fotografía,fax,almacenamientomagnéticouotrore- gistro,sinpermisoexpresodelosautoresydelaeditorial. Compuestototalmenteencomputadorapor: ExaIngenieríaSAdeCV® Bajío287-101 Col.RomaMéxico,D.F. 564-10-11 564-02-68 FAX264-61-08 ISBN970-91050-0-0 SEP10137/91 RegistradoantelaSEPenlapropiedadintelectualdelautor ImpresoyhechoenMéxico. 1eraedición junio1993. Contenido ÍndicedeFiguras Introducción Bibliografía I.x 1.CorrienteEléctrica 1.1LosElectrones 1.1 1.2ElVoltaje 1.3 1.3LaCorriente 1.4 1.4CircuitosEléctricos 1.6 1.4.1FuentesdePoder 1.7 1.4.2CorrienteDirectayAlterna 1.8 1.5LeydeOhm 1.11 1.5.1LeyesdeKirchoff 1.13 1.5.2TeoremadeThéveninyNorton 1.15 1.6Resumen 1.16 1.6.1PuntosImportantesdelCapítulo 1.16 1.7Problemas 1.17 1.8Bibliografía 1.18 2.ElementosEléctricosyElectrónicos 2.1Resistencia 2.1 2.2Capacitor 2.5 i 2.3Inductores 2.10 2.4DispositivosSemiconductores 2.13 2.4.1Diodo 2.14 2.4.2DiodoEmisordeLuz(LED) 2.17 2.4.3Transistor 2.19 2.4.3.1TransistorcomoAmplificador 2.22 2.4.3.2ComportamientodelTransistor 2.23 2.5CircuitosIntegrados(CI) 2.26 2.5.1ElProcesodeManufactura 2.26 3.SistemasNuméricos 3.1ElSistemaDecimal 3.3 3.2ElSistemaBinario 3.4 3.2.1ContandoenelSistemaBinario 3.5 3.2.2ConversióndeSistemaDecimalaBinario 3.7 3.2.3SumayRestaenSistemaBinario 3.8 3.2.4MultiplicaciónyDivisiónBinaria 3.8 3.3RepresentandoNúmerosenOtrasBases 3.9 3.4DecimalCodificadoenBinario(BCD) 3.11 3.5NúmerosNegativos 3.13 3.5.1Complementos 3.14 3.6CódigoGreyyASCII 3.16 3.7Resumen 3.18 ii 3.7.1PuntosImportantesdelCapítulo 3.19 3.8Problemas 3.20 3.8Bibliografía 3.21 4.CircuitosLógicos 4.1Introducción 4.1 4.2FunciónesdeunasolaVariableBinaria 4.2 4.3FunciónesdedosVariables 4.3 4.3.1OperaciónY(AND) 4.3 4.3.1.1LaOperación YconInterruptores 4.5 4.3.2OperaciónO(OR) 4.5 4.3.3OperaciónNOYyNOO(NANDyNOR) 4.6 4.3.5LaoperaciónOEXCLUSIVA 4.9 4.3.6OtrasFunciónes 4.10 4.4VariablesLógicas 4.10 4.5LaNotación0y1 4.13 4.6OperaciónesNecesariasySuficientes 4.14 4.7TeoremasdelAlgebraBooleana 4.15 4.8Resumen 4.19 4.8.1PuntosImportantesdelCapítulo 4.20 4.9Problemas 4.20 4.10Bibliografía 4.22 5.SimplificacióndeFuncionesLógicas iii 5.1FormasEstandaresdelasFuncionesLógicas 5.1 5.1.1.LaSumaEstandarddeProductos 5.1 5.1.2ElProductoEstandarddelasSumas 5.4 5.2EspecificacionesdeMinitérminosyMaxitérminosdeunaFunción 5.6 5.3RepresentacióndeFuncionesLógicasenMapasdeKarnaugh 5.7 5.3.1MapadeKarnaughtparaTresyCuatroVariables 5.10 5.3.2SimplificacióndeFuncionesconMapasdeKarnaught 5.11 5.3.3MapasdeKarnaughtparaCincoomásVariables 5.14 5.3.4ElUsodeMapasdeKarnaught 5.16 5.3.5MapasdeFuncionesnoExpresadasenMinitérminos 5.20 5.4SíntesisUsandoCompuertasNOYyNOO 5.21 5.5FuncionesnoEspecificadasCompletamente 5.24 5.6OtrasTécnicasdeReducción 5.25 5.7Resumen 5.26 5.7.1PuntosImportantesdelCapítulo 5.26 5.8Problemas 5.27 5.9Bibliografía 5.28 6.FamiliasLógicas 6.1FamiliasenDesuso 6.4 6.1.1LógicadeResistenciaTransistor 6.4 6.1.2LógicadeDiodoTransistor 6.6 6.2LógicadeTransistorTransistor 6.7 iv 6.3LógicadeSemiconductordeÓxidoMetálico 6.10 6.4ConsideracionesdeCargadelaFamiliaTTL 6.12 6.5ConsideracionesdeRuido 6.18 6.5.1TiposdeRuidosyMétodosdeControl 6.18 6.5.1.1Blindaje 6.19 6.5.1.2AterrizajeyDesacoplamiento 6.19 6.5.1.3ReflexionesenLíneasdeTransmisión 6.20 6.6Resumen 6.21 6.6.1PuntosImportantesdelCapítulo 6.21 6.7Bibliografía 6.22 7.ElementosLógicos.ElFlip-flop 7.1Flip-Flop 7.1 7.1.1Terminología 7.2 7.1.2Funcionamiento 7.3 7.1.2Flip-flopconCompuertasdelTipo NOY 7.4 7.1.3Aplicación 7.5 7.2ElReloj 7.6 7.3Flip-flopconReloj 7.8 7.4Flip-flopMaestro-Esclavo 7.10 7.5Flip-flopTipoJK 7.15 7.6Flip-flopTipoD 7.16 7.7¿DóndeUsarFlip-flops? 7.17 v 7.8Resumen 7.18 7.8.1PuntosImportantesdelCapítulo 7.19 7.9Bibliografía 7.19 8.ElementosLógicos.RegistrosyContadores 8.1RegistrodeCorrimiento 8.1 8.1.1Reloj 8.3 8.1.2TransferenciaParalela-Serie 8.4 8.1.3Acarreo(EndAroundCarry) 8.4 8.1.4RegistrodeCorrimientoalaIzquierdayDerecha 8.5 8.2Contadores 8.6 8.2.1Contadoresnobinarios 8.10 8.2.1.1Bloqueo 8.12 8.3GeneradoresdeSecuencias 8.12 8.3.1Secuenciadores 8.13 8.4Resumen 8.15 8.4.1PuntosImportantesdelCapítulo 8.15 8.5Bibliografía 8.15 9.ElementosLógicos. LaUnidadAritméticayLógica 9.1LaUnidadAritméticayLógica(UALoALU) 9.1 9.1.1ConstruccióndelALU 9.2 9.2LaSumadedosNúmeros 9.4 9.2.1SumadorCompleto 9.5 vi
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