CIL29003-2015-1

De MediaWiki do Campus São José
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Dados Importantes

Professor: Odilson Tadeu Valle
Email: odilson@ifsc.edu.br
Atendimento paralelo: ????? . Local: Lab. de Desenvolvimento.

  • Avaliações
    • 3 avaliações (P1, P2 e P3) mais um projeto final (PF).
    • Cada uma das avaliações terá terá um conceito numérico: 1, 2, ..., 9, 10. Conceito mínimo para não necessitar reavaliação: 6.
    • Um ou mais conceitos abaixo de 6 implica na realização da reavaliação: uma única a ser realizada no último dia de aula.

IMPORTANTE: o direito de recuperar uma avaliação em que se faltou somente existe mediante justificativa reconhecida pela coordenação. Assim, deve-se protocolar a justificativa no prazo de 48 horas, contando da data e horário da avaliação e aguardar o parecer da coordenação.

Plano de Ensino

Cronograma de atividades
Aula Data Horas Conteúdo Recursos
1 4/2 2 Aula inaugural, apresentação da disciplina Sala de Aula, Projetor multimídia
2 6/2 2 Sistemas de numeração Binário, Octal, Hexadecimal e conversão entre sistemas. Sala de Aula, Projetor multimídia
3 11/2 2 Códigos Gray, Binário, BCD e one-hot, representaçao de números negativos: sinal-magnitude e complemento de 2 Sala de Aula, Projetor multimídia
4 13/2 2 Ponto fixo e ponto flutuante Sala de Aula, Projetor multimídia
5 20/2 2 Soma e subtraçao binária (com complemento de 2) Sala de Aula, Projetor multimídia
6 25/2 2 Deslocamentos (SXL, SXA, ROX), uso para multiplicaçao e divisao. Multiplicacao binária (com e sem sinal) Sala de Aula, Projetor multimídia
7 27/2 2 Laboratório 1 – Uso do software Quartus para ensino de Circuitos Lógicos Laboratório de Programação
8 4/3 2 Divisao binaria, aritmetica de ponto flutuante. Exercicios Sala de Aula, Projetor multimídia
9 6/3 2 Laboratório 2 – Uso do software QSIM e Programação do FPGA Laboratório de Programação
10 11/3 2 Cap 4 – Portas AND, NAND, OR, NOR Sala de Aula, Projetor multimídia
11 13/3 2 Cap 4 – Porta XOR, Buffer, Tri-state Sala de Aula, Projetor multimídia
12 18/3 2 AVALIAÇÃO 1 – Sistemas de Numeração e Aritmética Binaria Sala de Aula, Projetor multimídia
13 20/3 2 Cap 5 – Algebra de Boole. Teoremas, Tabelas-Verdade Sala de Aula, Projetor multimídia
14 25/3 2 Cap 5 – Algebra de Boole. Mintermos, Maxtermos, Equações SOP e POS Sala de Aula, Projetor multimídia
15 27/3 2 Cap 5 – Algebra de Boole. Mintermos, Maxtermos, Equações SOP e POS Sala de Aula, Projetor multimídia
16 1/4 2 Cap 5 – Mapa de Karnaugh Sala de Aula, Projetor multimídia
17 8/4 2 Cap 5 – Mapa de Karnaugh Sala de Aula, Projetor multimídia
18 10/4 2 Cap 5 – Mapa de Karnaugh Sala de Aula, Projetor multimídia
19 15/4 2 Laboratório 3 – Codificador de 7 segmentos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, X, E, X, X, -, b) Laboratório de Programação
20 17/4 2 Cap 11 -Circuitos Combinacionais Logicos Sala de Aula, Projetor multimídia
21 22/4 2 Cap 11 -Circuitos Combinacionais Logicos Sala de Aula, Projetor multimídia
22 24/4 2 Cap 11 -Circuitos Combinacionais Logicos Sala de Aula, Projetor multimídia
23 29/4 2 AVALIAÇÃO 2 – Cap 4, Cap 5 Sala de Aula, Projetor multimídia
24 6/5 2 Cap 12 -Circuitos Combinacionais Aritméticos Sala de Aula, Projetor multimídia
25 8/5 2 Cap 12 -Circuitos Combinacionais Aritméticos Sala de Aula, Projetor multimídia
26 13/5 2 Laboratório 4 – Circuitos Aritméticos (Somador, Complemento de 2 e Subtrator) Laboratório de Programação
27 15/5 2 Cap 4 – Flip-Flop D, Registrador de deslocamento Sala de Aula, Projetor multimídia
28 20/5 2 Laboratório 5 - Comparadores, Multiplicadores Laboratório de Programação
29 22/5 2 Cap 4 – Contadores Assincronos, Sincronos, Gerador de Sequencia Pseudo Aleatória Sala de Aula, Projetor multimídia
30 27/5 2 Cap 13 – Registradores, Latches e FlipFlops Sala de Aula, Projetor multimídia
31 29/5 2 Cap 14 -Circuitos Sequenciais Sala de Aula, Projetor multimídia
32 3/6 2 Cap 14 -Circuitos Sequenciais Sala de Aula, Projetor multimídia
33 10/6 2 Laboratório 6 – Contadores Laboratório de Programação
34 12/6 2 Projeto Final em Equipes – Definição das equipes e especificação dos projetos Laboratório de Programação
35 17/6 2 Projeto Final em Equipes – Trabalho das equipes (Apresentação dos circuitos comerciais necessários para os projetos) Laboratório de Programação
36 17/6 2 Projeto Final em Equipes – Trabalho das equipes Laboratório de Programação
37 24/6 2 Projeto Final em Equipes – Trabalho das equipes Laboratório de Programação
38 26/6 2 Projeto Final em Equipes – Apresentação do Relatório Laboratório de Programação
39 1/7 2 Projeto Final em Equipes – Apresentação do Relatório Laboratório de Programação
40 3/7 2 Reavaliação final Sala de Aula, Projetor multimídia
TOTAL 80

Diário de aulas

Aula 1 - 3/2/15: Apresentação da disciplina
  • Apresentação da disciplina, plano de aula, trabalhos e métodos de avaliação.
  1. Auto apresentação
  2. Apresentação da Wiki
  3. Ementa
  4. Apresentação do modelo de aulas a ser adotado
    1. Laboratórios
    2. Bibliografia
  5. Avaliações
    1. 3 avaliações (P1, P2 e P3) mais um projeto final (PF)
    2. Cada uma das avaliações terá terá um conceito numérico: 1, 2, ..., 9, 10. Conceito mínimo para não necessitar reavaliação: 6.
    3. Reavaliação única no último dia de aula.
  6. Relação com outras disciplinas do curso
  7. Conceitos iniciais:
    1. Analógico x Digital
      1. ADC <==> DAC
    2. Lógica binária: 2 níveis, 0 e 1
      1. 4 bits = nibble
      2. 8 bits = byte
      3. n bits = word (16, 32, 64)
    3. Circuitos digitais: cada circuito digital pode ser descrito por uma função binária que é como ele processa os bits que recebe.
Aula 2 - 5/2/15: Sistemas de numeração Binário, Octal, Hexadecimal e conversão entre sistemas

Sistemas de numeração

Observe a Figura do odômetro.

Odometro.jpg

Supoha que o mesmo possua somente duas roldanas de algarismos e que cada algarismo represente exatamente 1 km. Qual a quantidade máxima de quilômetros que o suposto odômetro pode representar?
0 0
0 1
0 ...
0 8
0 9
1 0
1 1
1 ...
1 8
1 9
... ...
9 0
9 1
9 ...
9 8
9 9
0 0
... ...

Agora suponha que cada roldana tenha impresso somente os valores 0 e 1. Qual a quantidade máxima de quilômetros que o mesmo pode representar?

MSB LSB
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0
... ...

Obs.: LSB (least significant bit) é o bit menos significativo que é o equivalente as unidades na representação decimal. MSB (most significant bit) é o bit mais significativo e sempre ocupa a posição mais a esquerda da representação.

Este sistema de numeração é conhecido como binário ("que tem aspecto dual, ou é formado por dois elementos ou partes").

No caso anterior como poderíamos representar maiores quantidades de quilômetros?

Em outra linha de raciocínio, como pode-se aumentar a capacidade de contagem quilométrica, mais do que o permitido no sistema decimal? Aumenta-se o número de símbolos disponíveis em cada roldana. Por exemplo, se adotarmos a seguinte simbologia: 0, 1, ..., 8, 9, A, B, C, D, E, F, pode-se ter a seguinte representação quilométrica:

0 0
0 1
0 ...
0 E
0 F
1 0
1 1
1 ...
1 E
1 F
... ...
9 0
9 1
9 ...
9 E
9 F
A 0
A 1
... ...
F E
F F
0 0
... ...

Este é o sistema de numeração hexadecimal.

Um outro importante sistema de numeração é o octal.

Perceba que é possível a construção de qualquer sistema de numeração.

Conversão entre sistemas de numeração

Como é de conhecimento geral, o sistema de numeração mais utilizado port seres humanos é o sistema decimal. Não tão conhecido assim, mas muito utilizado, é o sistema de numeração binário, amplamente adotado nos sistema informatizados.

Uma pergunta que cabe é, por exemplo, quando digitamos algum número em uma calculadora, o que acontece? Em primeiro lugar, a calculadora apresenta o valor digitado no visor, para termos certeza do que digitamos e, em seguida, internamente à calculadora este valor é convertido para binário, o sistema de numeração que ela entende. Como esta conversão ocorre?

Conversão de outras bases para a base decimal

A regra geral para conversão de binário para um número decimal é assim expressa:

Falhou ao verificar gramática (MathML com retorno SVG ou PNG (recomendado para navegadores modernos e ferramentas de acessibilidade): Resposta inválida ("Math extension cannot connect to Restbase.") do servidor "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle y = \sum_{k=0}^{N-1} a_{N-1-k} 2^{N-1-k}}

onde Falhou ao verificar gramática (MathML com retorno SVG ou PNG (recomendado para navegadores modernos e ferramentas de acessibilidade): Resposta inválida ("Math extension cannot connect to Restbase.") do servidor "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle y} é um número decimal e Falhou ao verificar gramática (MathML com retorno SVG ou PNG (recomendado para navegadores modernos e ferramentas de acessibilidade): Resposta inválida ("Math extension cannot connect to Restbase.") do servidor "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle a = a_{N-1} \dots a_1a_0} é sua representação binária usual.

Observe que esta regra pode ser estendida para qualquer sistema de numeração.

Por exemplo, vamos converter Falhou ao verificar gramática (MathML com retorno SVG ou PNG (recomendado para navegadores modernos e ferramentas de acessibilidade): Resposta inválida ("Math extension cannot connect to Restbase.") do servidor "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle 11001_2} para a base decimal.

Falhou ao verificar gramática (MathML com retorno SVG ou PNG (recomendado para navegadores modernos e ferramentas de acessibilidade): Resposta inválida ("Math extension cannot connect to Restbase.") do servidor "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle 11001_2 = 1\cdot2^4+1\cdot2^3+0\cdot2^2+0\cdot2^1+1\cdot2^0 = 1\cdot16+1\cdot8+0\cdot4+0\cdot2+1\cdot1 = 25}

Outro exemplo, vamos converter Falhou ao verificar gramática (MathML com retorno SVG ou PNG (recomendado para navegadores modernos e ferramentas de acessibilidade): Resposta inválida ("Math extension cannot connect to Restbase.") do servidor "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle 703_8} para a base decimal.

Falhou ao verificar gramática (MathML com retorno SVG ou PNG (recomendado para navegadores modernos e ferramentas de acessibilidade): Resposta inválida ("Math extension cannot connect to Restbase.") do servidor "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle 703_8 = 7\cdot8^2+0\cdot8^1+3\cdot8^0 = 7\cdot64+0\cdot8+3\cdot1 = 451}

Conversão da base decimal para outras bases

A conversão de um número da base decimal para qualquer outra base pode ser efetivada usando-se divisões sucessivas do valor decimal pela base a ser convertido, tomando-se com resultado os sucessivos restos dessa divisão.

Por exemplo, para converter 23 para a base binária devemos fazer o seguinte procedimento:

ConversaoDecimalBinario.jpg

O procedimento para outras bases é o mesmo, por exemplo, para converter-se 258 para a base 8, utiliza-se o mesmo procedimento acima, substituindo os valores 2 por 8, no divisor.