Reti logiche T

MACCHINA DIGITALE E RETE LOGICA

La macchina digitale è un oggetto artificiale che elabora informazioni. All'interno della macchina le informazioni sono rappresentate da grandezze fisiche che possono assumere due valori.

Una rete logica è una rappresentazione astratta di una macchina digitale binaria in cui le informazioni sono rappresentate con 0 e 1.

Esempi macchine digitali

• Calcolatori e telefoni
• Centrale telefoniche
• Router e server di internet
• Elettrodomestici e sistemi domotici
• Strumenti di misura (biomedica, scientifica, industriali)
• Macchine automatiche

Tutti questi oggetti sono "artificiali" e convergono al loro interno una o più macchine digitali (solitamente calcolatori) e sono facilmente interconnessi.

Un sistema è definito smart se al suo interno ha una macchina digitale che elabora informazioni. Smartphone, smart home, smart car, ecc.

Progettazione di reti logiche

Saper assumere, progettare e analizzare la macchina digitale.

Rete logica: Un oggetto che elabora informazioni, quindi che ha un ingresso e un'uscita.

• Macchine digitali
  • Coppia binaria dell'informazione
• Reti combinatorie
  • La macchina risponde solo agli ingressi
• Reti sequenziali
  • Quando l'uscita non dipende solo dagli ingressi ma anche da una memoria.

Esame: 33 punti

• Teoria: 13 pt
• Progetto: 20 pt

CODIFICA DELLE INFORMAZIONI: CODICE BINARIO

Le informazioni raccolte non sempre ci vengono fornite in codice binario e questo rende necessario la codifica delle informazioni cosi da poterle elaborare.

• INFORMAZIONI (I.M.)
• 1: CANDELA
  • 000_0
  • 001_0
  • 010_0
  • 011_0
  • 100_0
  • 101_0
  • 110_0
  • 111_0

Tutte le informazioni devono essere associate a un codice binario ma come garantire che siano codici validi non sbagliati od unici? Anche ci siano due cose associate ad un info sola.

Codifica in 0 e 1 ad informazioni logici rappresentare solo codificando posso fare in modo che siano leggibili dalle macchine digitali.

È importante è che per ogni informazione deve essere un codice binario

Testo, immagini, numeri, musica, energia, temperatura, dati, risultati.

COS'È L'INFORMAZIONE

1. La quantità di informazione associata ad un messaggio è data dal numero di bit necessari a rappresentarlo.

• Esempio: se io voglio sapere se una porta è aperta o chiusa e mi arriva un messaggio porta aperta è essendo una scelta fra due alternative - un messaggio porta due valori indifferentemente posso rappresentare l'informazione con un bit, come se avevo una lampada solo 0 dobbiamo fare & codificare l'informazione come aperta o 1 porta chiusa.
  • Altrimenti mi arriva un messaggio 0 se la porta e chiusa.

La scienza della codifica era erano per questo, dice vero e matematici abbiano condiscere entrambi la codifica asseguala

• Esempio: voglio codificare un informazione numerico e posso codificarci.
  • 0 anche 1
  • dopo quindi ho 0 e 1 abbiamo 4 punti perciò.

(Simbolacci s.scelti ao fare prossime esaminare sign bits)

Il Calcolatore

La macchina digitale più diffusa è il calcolatore. Il calcolatore è una macchina le cui informazioni rappresentate con segnali binari vengono elaborate, memorizzate e trasmesse da un circuito elettronico in grado di sostenere ciò. Un insieme di circuiti logici, cioè elaborare, memorizzare all'interno del calcolatore stesso.

Analisi e Sintesi di una Rete

• Composizione o Reti Logiche: Un numero binario e una logica associata al numero binario.

• Decomposizione o Reti Logiche: Una rete logica può essere composta in un insieme di reti logiche più semplici. È un raggiungimento di reti logiche non più scomponibili formate da dispositivi elementari e operazioni elementari - Gate.

Rappresentazione del Comportamento di Una Rete Logica

• Una struttura di una rete può essere ottenuta in molti modi, sia graficamente che a parole. La rappresentazione grafica utilizzerà dei blocchi noti come blocchi elementari; la rappresentazione di una rete logica come struttura di blocchi indecifrabili/blocco con una logica già risolta.

Modello Scatola Nera

Descrivi mediante tabelle mappe, diagrammi e passaggi logici, o ai blocchi.

Distanza tra due configurazioni binarie

Si dicono omologhi quei bit che hanno la stessa posizione nelle due configurazioni. La distanza e' il numero di bit omologhi diversi da zero. Due configurazioni si dicono adiacenti se hanno distanza uno. La distanza massima e' il numero di variabili della configurazione.

Descrizione attraverso le mappe di Karnaugh

Queste mappe, equivalente di una tabella, servono per rappresentare una qualsiasi funzione a variabile binaria e consentono di semplificare la mappa, rappresentando la stessa configurazione binaria in ogni casella, il valore della funzione.

Es.:

Le lobbie otre una mappa di 5 variabili o piu' la convertibile dividere assegnare una lobe di mappe da destra a sinistra.5 variabili ab ili d

Con 4 variabili data la mappa piche non basta estrarre uno alto estrarre una o lobe di mappe o fare una mappa per configurazioneoc

E’ importante quando si hanno tante variabili riuscire a scomporre un problema complesso in piu’ problemi semplici se esempio “unendo”

• Funzionamento struttut
• Funzione (TV)
• Scheda logico Generare ciclo
• Descrizione scheda
• Variabili scheda
• Scomano scheda logico
• Espressione gate
• Problema logica
• Funzione

1) Ora verifichiamo il risultato

riconvertiamo 11111000₂ in base 10

• 2⁷ . 1 = 128
• 2⁶ . 1 = 64
• 2⁵ . 1 = 32
• 2⁴ . 1 = 16
• 2³ . 0 = 0
• 2² . 0 = 0
• 2¹ . 0 = 0
• 2⁰ . 0 = 0

128 + 64 + 32 + 16 = 240 √

2) Tabella della verità della somma binaria

• (su 3 bit)
• Riporto A B F RPF
• 0 0 0 0 0
• 0 0 1 0 1
• 0 1 0 0 1
• 0 1 1 1 0
• 1 0 0 0 1
• 1 0 1 1 0
• 1 1 0 1 0
• 1 1 1 1 1

La somma binaria di 2 bit di lunghezza 1 è una rete combinatoria. Infatti, la tabella della verità è utilizzata per rappresentare una combinazione solo di quelle celle che si combinavano

• La somma binaria di 2 bit di lunghezza 8 e invece una rete sequenziale e si ottiene collegando celle di somma binaria da bit di lunghezza e ripetizione

3) La codifica dei cifri decimali si ottiene tramite il "Codice BCD"

• zero 0000
• uno 0001
• due 0010
• tre 0011
• quattro 0100
• cinque 0101
• sei 0110
• sette 0111
• otto 1000
• nove 1001

Infatti il codice BCD è l'inverso del binario.

Questo formato si offre al numero decimale e rappresentata da una cifra binaria e quanto sia in valore decimale è compreso tra 0 (0000) e 9(1001).

27₁₀ = (decimale)

= xxxx sulla BCD

272 = 232