TDM I - Técnicas Digitais
e de Microprocessadores I
ALUNO(S) E/OU ALUNA(S):
EXERCÍCIOS DO(S) CAPÍTULO(S): _____________________________________
LABORATÓRIO EXPERIÊNCIA(S): ______________________________________
Nota importante: Existem materiais incluídos neste caderno de atividades de outros autores e fontes bibliográficas
quase todas devidamente identificadas (algumas fontes não foi possível de serem identificadas, trechos de textos,
questões soltas, pinçadas aqui e ali, etc. – Caso o usuário conheça alguma fonte não identificada no texto, por favor,
comunique para que se efetue os devidos créditos). Algumas questões foram retiradas de sites de Internet, sendo de
uso livre. Para informações mais completas, deve-se recorrer aos livros ou Web sites citados na bibliografia fornecida
na apostila da disciplina.
1
Folha de exercícios Nº 1
Exercício 1 Complete o seguinte quadro:
Exercício 2 Efetue as seguintes conversões entre sistemas de numeração:
Exercício 3 Determine o número mínimo de dígitos binários necessários para representar
valores de :
a) 0..15
b) 0..32
c) 0..127
d) 0..128
e) 0..255
Exercício 4 Determine os valores máximos decimal, octal e hexadecimal representáveis com 10
bits (dígitos binários).
Exercício 5 Determine os valores máximos decimal, binário e octal representáveis com 2 dígitos
hexadecimais.
Exercício 6 Determine o valor máximo octal representável por:
a) dois dígitos decimais;
b) sete dígitos binários;
c) dois dígitos hexadecimais.
Exercício 7 Qual é o maior valor decimal que pode ser representado usando-se 12 bits?
2
Folha de exercícios Nº 2
Exercício 8 Converta os seguintes números binários em decimal:
a) 10110
d) 111010011
g) 110011
j) 10110011
m) 100110001
b) 10110011
e) 11101110
h) 1110011010011
k) 11001111
n) 11000011
c) 11011011
f) 11110111111
i) 0010010011
l) 111110011
o) 00110011
a)
d)
g)
j)
m)
b)
e)
h)
k)
n)
c)
f)
i)
l)
o)
Exercício 9 Converta os seguintes números decimais em binário:
a) 10110
d) 456
g) 256
j) 2048
m) 59
b) 1024
e) 512
h) 18
k) 29
n) 33
c) 110111
f) 11125
i) 0010234
l) 11423
o) 6789
a)
d)
g)
j)
m)
b)
e)
h)
k)
n)
c)
f)
i)
l)
o)
Exercício 10 Converta os seguintes números hexadecimais em decimal:
a) 92
d) 1A6
g) 37FD
j) 28
m) 59
b) 2C0
e) BABA
h) 18
k) CAFE
n) FEFE
c) 7FF
f) FF
i) 100F
l) 3C3
o) AABB
a)
d)
g)
j)
m)
b)
e)
h)
k)
n)
c)
f)
i)
l)
o)
Exercício 11 Converta os seguintes números em octal:
a) 10710
d) 18510
g) 204810
j) 2810
m) 100110012
b) 409710
e) BABAH
h) 101010112
k) CAFEH
n) FEFEH
c) 7FFH
f) FFH
i) 100FH
l) 111001112
o) AABBH
a)
d)
g)
j)
m)
b)
e)
h)
k)
n)
c)
f)
i)
l)
o)
3
Folha de exercícios Nº 3
Exercício 12 Converta os seguintes números binários em hexadecimais:
a) (11101)2
b) (10000001)2
c) (1100100)2
d) (1110101)2
e) (1010010)2
a)
b)
c)
d)
e)
Exercício 13 Marque a afirmativa incorreta, se houver:
a) 1000 está na base 2
b) 1020 está na base 8
c) 1010 está na base 10
d) 1AB0 está na base 16
e) 1028 está na base 8
Exercício 14 Converter para decimal os seguintes números binários
a) 101.110
b) 1110.10111
c) 110110.100
d) 1111.111
e) 1000.0001
a)
b)
c)
d)
e)
Exercício 15 Converter para binário os seguintes números decimais
a) 12,130
b) 673,257
c) 19,98
d) 475,32
f) 0,125
g) 0,0625
h) 53,3876
i) 1,1111
a)
b)
c)
d)
f)
g)
h)
i)
e) 34,58
e)
Exercício 16 A maioria das pessoas só pode contar com seus dedos, entretanto quem trabalha
com computador pode fazer melhor. Se você olhar cada dedo seu como um dígito binário, sendo
o dedo estendido igual a 1 e recolhido igual a 0, até quanto você pode contar usando as duas
mãos ?
Exercício 17 Qual é o maior número que pode ser representado usando 8 bits?
Exercício 18 Quantos bits são necessários para uma contagem até 51110?
Exercício 19 Qual é o peso do MSB de um número de 16 bits?
Exercício 20 Quantos bits são necessários para representar valores decimais variando de 0 até
12500?
4
Folha de exercícios Nº 4
Exercício 21 Calcule, fornecendo o resultado na base 10:
a) 1010 2 + 111 2 =
b) 101001 2 + 1101110 2 =
Exercício 22 Somar os seguintes números binários:
a)
b)
c)
d)
1010 + 1011
1111 + 0011
10101001 + 10011011
1011,1101 + 11,1
Exercício 23 Subtraia os seguintes números binários
a) 111110 –11011
c) 101011 – 1010
e) 10010 – 10001
b) 11010 – 11
d) 11101 – 101
f) 11000 – 111
Exercício 24 Execute as seguintes operações aritméticas com números binários:
a)
b)
c)
d)
e)
111 x 101
1011 x 1011
1001,101 x 110,010
1100 / 100
1011 / 100
Exercício 25 Expresse cada um dos seguintes números decimais na representação
complemento a 1 e complemento a 2 – representação sinal/módulo (com 8bits):
a) -4
b) +23
c) +123
d) -56
e) -107
Exercício 26 Efetue as seguintes subtrações em complemento de 1 e complemento de 2.
a) 1001 - 110
c) 10111 - 11101
b) 111 - 10111
d) 1110111 – 1110111
5
Folha de exercícios Nº 5
Exercício 27 Converta os valores decimais a seguir em representação binária normalizada:
a)
b)
c)
d)
e)
0,00565
– 674,25
46,5
– 0,0245
1260,32
Exercício 28 Um computador armazena números reais utilizando 1 bit para o sinal do número, 7
bits para o expoente e 8 bits para a mantissa. Como ficariam armazenados os seguintes
números em binário?
a) 265
b) 12,5
c) -445,25
d) -0,1
e) -12,8
f) 2500,05
Exercício 29 Represente os números (+46.5)10 e (+98.6875)10 como números binários em ponto
flutuante com 24 bits. A mantissa tem 16 bits e o expoente tem 8 bits. A mantissa é uma fração
normalizada.
Exercício 30 Considerando um computador cuja representação em ponto flutuante é de 16 bits,
sendo o primeiro bit utilizado para representar o sinal, o expoente representado pela
característica em excesso de 64, a mantissa é fracionária e a base de representação é 2. Pedese converter os números abaixo expressos na base 10 para a representação em ponto flutuante.
a) A = -32,3725
b) B = 12,5
Exercício Que números decimais são representados pelos seguintes números binários, em
precisão simples?
a)
b)
c)
d)
01000000 10100000 00000000 00000000
01111111 10000000 00000000 00000000
00000000 00000000 00000000 00000000
01111111 11000000 00000000 00000000
6
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
a) 0,25
e) 7,125
b) 0,45
c) 0,01
f) 0, 0000830078125
d) – 4/7
g) 0,84375
Exercício 32 Mostre a representação binária IEEE 754 para os seguintes números ponto flutuante em precisão dupla:
0
(a) 23,75
(b) - 0,109375
(c) - 0,3125
(d) 17,0859375
(e) 14732,3125
(f) 0,3203125
(g) - 0,36195312
(h) 37286,00830078125
Exercício 31 Mostre a representação binária IEEE 754 para os seguintes números ponto flutuante em precisão simples:
Folha de exercícios Nº 6
7
Folha de exercícios Nº 7
Exercício 33Demonstre a identidade de cada uma das seguintes equações lógicas:
Exercício 34 Simplifique as seguintes funções lógicas:
8
Folha de exercícios Nº 8
Exercício 35 Mostre, usando álgebra de Boole e o teorema de DeMorgan, que:
Exercício 36 Simplifique as expressões abaixo:
Exercício 37 Encontre os circuitos que executam as seguintes expressões Booleanas:
9
Folha de exercícios Nº 9
Exercício 38 Obter as expressões booleanas, bem como a tabela verdade para os circuitos
abaixo:
a)
A
B
S
C
b)
c)
A
B
S
C
D
10
Folha de exercícios Nº 10
Exercício 39Desenhe o diagrama lógico das formas canônicas das seguintes funções:
Exercício 40 Desenhe o diagrama lógico das seguintes funções utilizando portas AND, OR e
NOT:
Exercício 41 Demonstre que:
11
Folha de exercícios Nº 11
Exercício 42 Obter os circuitos lógicos, bem como a tabela verdade para as expressões
booleanas abaixo:
a) S = (A + B).C.(B+D)
b) S = A.B.C+(A + B).C
c) S = ( A . B + C . D )
d) S = (A + B + C) . C + B.C + A.C
Exercício 43 Projete um circuito lógico correspondente à tabela-verdade abaixo:
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
x
1
0
1
1
1
0
0
1
Exercício 44 Dada a Tabela Verdade, determinar a expressão booleana e minimizá-la.
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
S
1
1
0
0
1
1
1
0
12
Folha de exercícios Nº 12
Exercício 45 Dada a Tabela Verdade abaixo, deduza o circuito lógico correspondente:
A B C D S
0 0 0 0 0
0 0 0 1 1
0 0 1 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 0 0
0 1 0 1 1
0 1 1 0 0
0 1 1 1 0
1 0 0 0 0
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 0 1 1 1
1 1 0 0 1
1 1 0 1 1
1 1 1 0 0
1 1 1 1 0
Exercício 46 Determine as condições de entrada necessárias para que a saída da figura abaixo
seja “1”. Qual a expressão lógica do circuito abaixo?
13
Folha de exercícios Nº 13
Exercício 47 Determine as expressões das funções lógicas representadas no diagrama.
Exercício 48 Considere o diagrama lógico da figura. Determine a expressão lógica da função F.
Exercício 49 Um sistema digital tem uma entrada de 4 bits de 0000 a 1111. Projete um circuito
lógico que produza uma saída alta sempre que a entrada decimal equivalente for maior que treze
(1101).
Exercício 50 Um sinal de controle C é injetado em um circuito de entradas A e B, tal que
quando C=B=A, a saída assume o valor digital 0 e assume o valor 1 para as demais
combinações. Construir a tabela-verdade, obter a função booleana do sistema e desenhar o
circuito lógico correspondente.
14
Folha de exercícios Nº 14
Exercício 51 Desenhar um circuito lógico com duas entradas e uma saída. A saída deverá ser
alta somente quando uma entrada for alta. Se ambas as entradas forem altas ou baixas, a saída
deverá ser baixa.
Exercício 52 A figura abaixo representa as formas de onda de um sistema digital. Onde S
representa a saída do sistema e A e B representam as entradas. Deduzir o circuito lógico
equivalente.
Exercício 53 Determine e simplifique a expressão lógica da função F.
15
Folha de exercícios Nº 15
Exercício 54 A partir das figuras, escreva as expressões lógicas que descreve cada circuito:
16
Folha de exercícios Nº 16
Exercício 55 Determine as funções e as tabelas verdades das saídas dos circuitos abaixo:
17
Folha de exercícios Nº 17
Exercício 56 Considere os seguintes circuitos lógicos e determine a expressão algébrica:
Exercício 57 Desenhar as formas de onda na saída das portas lógicas.
18
Folha de exercícios Nº 18
Exercício 58 Construa o mapa da Karnaugh das seguintes funções:
a) F(A,B,C,D)= ΠM(0,1,2,8,9,10,11,14,15)
b) F(A,B,C,D)= Σm(2, 5,7,11,13,15)
c) F(A,B,C)= ΠM(0,2,6,7)
d) F(A,B,C)= Σm(0,2,3,4,5,6)
e) F(A,B,C,D)= Σm (2,5,7,11,13,15)
f) F(A,B,C,D)= Σm(3,4,5,6,7,12,13)
g) F(A,B,C,D)= Σm(1,5,6,7,11,12,13,15)
h) F(A,B,C,D)= Σm(1,5,6,7,8,9,10,14)
i) F(A,B,C,D)= Σm(0,2,8,10)
j) F(A,B,C,D)= ΠM(2,6,10,14)
k) F(W,X,Y,Z)= Σm(0,1,2,3,7,8,10)
l) d(W,X,Y,Z)= Σm (5,6,11,15)
m) F(A,B,C,D)= Σm(3,4,13,15)
n )d(A,B,C,D)= Σm (1,2,5,6,8,10,12,14)
Exercício 59 Usando mapas de Karnaugh, simplifique as seguintes funções booleanas,
definidas pelas respectivas tabelas de verdade.
a) S1 = 0000 1010 0101 0111
b) S2 = 0101 0101 0111 0101
c) S3 = 0101 1111 0011 0011
Exercício 60 Minimize as funções representadas pelos MK
a)
1
1
b)
1
1
1
1
1
1
1
1
c)
1
1
1
d)
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
19
1
1
1
1
1
1
1
Folha de exercícios Nº 19
e)
f)
g)
i)
h)
j)
20
Folha de exercícios Nº 20
Exercício 61 Projete o circuito lógico abaixo (Decodificador 7 segmentos), que é capaz de
exibir decimais equivalentes ao número binário ABC (A é o dígito mais significativo). Minimize
usando Mapas de Karnaugh.
Exercício 62 Considere as seguintes funções lógicas:
34.1 Represente a Tabela de Verdade das funções apresentadas.
34.2 Simplifique as funções utilizando os teoremas da Álgebra Booleana.
34.3 Simplifique as equações usando Mapas de Karnaugh.
21
Folha de exercícios Nº 21
Exercício 63 Explique o funcionamento do circuito abaixo quando:
X: ..............................................................
Y: ...............................................................
Qual o nome do circuito ? ________________________________
Exercício 64 Um biestável D tem as especificações:
• tsetup = 10 ns
• thold = 5 ns
= 30 ns
• th
•
a) A que distância à frente da borda crescente do clock deve o bit ser aplicado à entrada D para
assegurar o armazenamento correto ?
b) Depois da borda crescente de clock, quanto tempo deve-se esperar antes de deixar o bit de
dados mudar ?
c) Quanto tempo depois da borda crescente do clock de relógio Q mudará ?
______________________________________________________________________
22
Folha de exercícios Nº 22
Exercício 65 O clock da figura tem uma freqüência de 1MHz, e o biestável tem um tempo de
retardo de propagação de 25 ns:
a) Qual o período do clock ?
b) A freqüência da saída Q ? Seu período ?
c) Quanto tempo depois da borda negativa de clock a saída Q varia ?
a) _________________________
b) ________________________
c) _________________________
Exercício 66 Faça uma tabela que explique o funcionamento do Latch que a seguir se
apresenta.
23
Folha de exercícios Nº 23
Exercício 67 Desenhe a forma de onda na saída de um FF JK conforme diagrama abaixo.
Se fclock = 10 KHz, qual a freqüência na saída Q ? ____________________
Exercício 68 Desenhe a forma de onda na saída de um FF JK considerando os sinais J e CK
conforme diagrama abaixo.
24
Folha de exercícios Nº 24
Exercício 69 Desenhe as formas de onda em A e B. Se fclock = 100 Hz, quais as freqüências
nestes pontos ?
Exercício 70 Desenhe o Diagrama de tempo para a figura abaixo. Qual a função do circuito ?
25
Folha de exercícios Nº 25
Exercício 71 Projete um contador binário com módulo 6.
Exercício 72 Projete um contador asssíncrono binário descendente com módulo 8.
Exercício 73 Projete um contador binário asssíncrono up/down com módulo 3.
Exercício 74 Desenhe o Diagrama da tempo para a figura abaixo. Qual a função do circuito ?
26
Folha de exercícios Nº 26
Exercício 75 Quando a entrada LOAD de um registrador de memória intermediária estiver ativa,
a palavra de entrada será armazenada na próxima ________________. Se LOAD então tornarse inativa, a palavra de entrada poderá mudar sem afetar a palavra ________________.
Exercício 76 Um registrador de deslocamento move os _________________ para a esquerda
ou para a direita. Carregamento em série significa armazenar uma palavra num registrador de
deslocamento introduzindo o bit __________ por pulso de relógio. Com carregamento em
paralelo é necessário apenas um _______________ para carregar a palavra de entrada.
Exercício 77 O módulo de um contador é o número de ______________ de saída possíveis que
ele possui. Um contador módulo 10 pode dividir a freqüência do relógio (clock) por um fator
______________.
Exercício 78 Um registrador de três estados tem uma saída que é baixa, ou alta, ou
_________________ .
Exercício 79 Explique os seguintes conceitos:
a) Linguagem de máquina,
b) Organização de computadores,
c) Arquitetura de computadores.
Exercício 80 Sobre a arquitetura da máquina de Von Neumann:
a) Apresente a arquitetura proposta
b) Explique cada elemento dessa arquitetura
c) Quais as inovações implementadas nessa arquitetura?
d) Qual a vantagem com o uso de programa armazenado?
Exercício 81 O que é a unidade MIPS e qual o problema de se comparar diferentes máquinas
tendo MIPS como parâmetro? E MegaFlops?
27
Folha de exercícios Nº 27
Exercício 82 Identifique os Registradores na arquitetura abaixo.
Exercício 83 Escolha a função ou definição que melhor condiz com os registradores listados a
seguir.
1.Registrador acumulador (AC)
2.Registrador de Instruções (RI)
3.Registrador de Endereço de Memória
4.Registrador de Dado de Memória
5.Registrador contador de instrução ou program counter (PC)
28
Folha de exercícios Nº 28
Funções e definições:
( ) Registrador que será utilizado para armazenar o resultado de operações (aritméticas,
lógicas, etc) e de uso geral.
( ) Registrador que contém a instrução que deverá ser executada pela Unidade Central de
Processamento (UCP).
( ) Registrador que será utilizado para indicar o endereço da instrução que deverá ser
carregada no RI para futura execução.
( ) Registrador que armazena o dado a ser escrito ou o dado lido da memória.
( ) Registrador que armazena o endereço do dado a ser lido ou gravado na memória
Exercício 84 Escolha a função ou definição que melhor condiz com os dispositivos e conceitos
listados a seguir.
Dispositivos e conceitos:
1.Registrador acumulador (AC)
2.Registrador de Instruções (RI)
3.Registrador de Endereço de Memória
4.Registrador de Dado de Memória
5.Registrador contador de instrução ou program counter (PC)
6.Computador
7.Gargalo de Von Neumann
8.Memória
9.Unidade Central de Processamento (CPU)
10.Relógio
11.Unidade de Controle
12.Unidade Aritmética e Lógica (ULA)
13.Barramento
14.Programa
15.Instruções
Funções e definições:
(
) É composto basicamente por blocos convencionalmente chamados de memória, unidade
operacional, unidade de controle e dispositivos de entrada e saída.
(
)Registrador que será utilizado para armazenar o resultado de operações (aritméticas,
lógicas, etc) e de uso geral.
(
)Circuito lógico que se responsabilizará pela seqüência de pulsos de habilitação (sinais de
controle) para os diversos circuitos da arquitetura.
29
Folha de exercícios Nº 29
(
)Registrador que contém a instrução que deverá ser executada pela Unidade Central de
Processamento (UCP).
(
) Registrador que será utilizado para indicar o endereço da instrução que deverá ser
carregada no RI para futura execução.
(
)É composta pela operação que especifica a função que será desempenhada e por
operandos que fornecem a maneira de calcular a posição atual dos dados com o qual a
operação será realizada.
(
)Registrador que armazena o dado a ser escrito ou o dado lido da memória.
(
) Faz as operações aritméticas e lógicas necessárias.
(
) Armazena os dados e as instruções
(
) Registrador que armazena o endereço do dado a ser lido ou gravado na memória
(
)Irá marcar a cadência de operação dos circuitos; cada ciclo do relógio ou clock
corresponderá a uma ou mais operações dependendo da arquitetura.
(
)É constituído por uma seqüência pré-determinada de instruções que devem ser seguidas
para que seja atingido o objetivo computacional.
(
)As principais funções são: busca da instrução na memória de programa, decodificação da
instrução e execução das instruções.
(
) Mesmo barramento para os dados e para as instruções.
(
) Caminhos físicos por onde os dados e instruções são transferidos entre os diversos
elementos de um computador.
Exercício 85 Considere uma máquina com 32K células de memória onde cada célula possui 20
bits e 32 instruções distintas com um único operando. Cada instrução possui 20 bits.
a) Qual o tamanho mínimo do MAR ?
b) Qual o tamanho mínimo do IR ?
c) Qual o tamanho mínimo do MBR ?
d) Qual o tamanho da memória em bits ?
30
Folha de exercícios Nº 30
Exercício 86 As memórias abaixo estão descritas pelo número de palavras versus o número de
bits por palavra. Quantas linhas de endereçamento e linhas de entrada e saída são necessárias
para estas memórias?
a) 2K x 16
b) 64K x 8
c) 16M x 32
d) 96K x 12
Exercício 87 Um computador utiliza chips de memória RAM com capacidade de 1024 x 1.
Pergunta-se:
a)
Quantos chips são necessários e como devem ser as suas linhas de endereçamento
conectadas para fornecer uma memória com capacidade total de 1024 bytes?
b) Quantos chips seriam necessários para fornecer uma capacidade total de 16K bytes?
Exercício 88 Numa MP com 1kbyte de capacidade, onde cada célula tem 8 bits:
a) quantas células tem a MP?
b) quantos bits são necessários para representar um endereço de memória?
Exercício 89 Um computador endereça 1k células de 16 bits cada uma. Pede-se:
a) sua capacidade de memória;
b) o maior endereço que o computador pode endereçar;
Exercício 90 A memória de um computador tem capacidade de armazenar 216 bits e possui um
barramento de dados de 16 bits. Pede-se o tamanho da célula de memória.
Exercício 91 Calcular e completar os campos:
M - Tamanho x - nº de bits
da célula
do endereço
8 bits
16 bits
4 bytes
64 bits
4 bits
-
N - nº de
endereços
T - Capac. da
memória
1 K endereços
-
1 K byte
256 bits
4 Gbytes
1 Mbyte
-
31
0 a (N-1) Faixa de
endereços
0 a 65.535
0 a 262.143
Folha de exercícios Nº 31
Exercício 92 Quais das seguintes memórias são passíveis de implementação?
MEMÓRIA
Nº BITS NO
REM
Nº DE CÉLULAS
TAMANHO DA CÉLULA EM BITS
A
10
1024
8
B
10
1024
12
C
9
1024
10
D
11
1024
10
E
10
10
1024
F
1024
10
10
Exercício 93 Um computador tem 512 endereços e cada célula tem 10 bits. Qual a capacidade:
a) do REM;
b) do RDM;
c) da MP em bits.
Exercício 94 Um computador tem um RDM de 16 bits e um REM de 20 bits. Sabe-se que a
célula desse computador é de 8 bits e que ele tem um número de células igual à sua
possibilidade de endereçamento. Pede-se:
a) qual o tamanho da barra de endereços?
b) quantas células são lidas da memória em uma única operação?
c) quantos bits tem a memória desse computador?
Exercício 95 Diferencia as vias de endereços, dados e controle.
Exercício 96 Qual o principal benefício no uso de memória cache ?
Exercício 18 O que é o princípio da localidade ?
Exercício 97 Qual a relação entre o princípio da localidade e o funcionamento das memórias
cache ?
Exercício 98 Diferencie memórias ROM e RAM ?
32
Folha de exercícios Nº 32
Exercício 99 Quais os tipos de memórias RAM existentes e quais diferenças existem entre suas
arquiteturas.
Exercício 100 Diferencie memória principal, memória cache e memória secundária.
Exercício 101 Um computador utiliza chips de memória RAM com capacidade de 1024 x 1.
Pergunta-se:
a) Quantos chips são necessários e como devem ser as suas linhas de endereçamento
conectadas para fornecer uma memória com capacidade total de 1024 bytes?
b) Quantos chips seriam necessários para fornecer uma capacidade total de 16K bytes?
Exercício 102 Quais as possíveis operações que podem ser realizadas em uma memória ?
Exercício 103 Em relação à memória que a seguir se apresenta, diga para cada endereço
possível qual a palavra que se encontra armazenada.
Exercício 104 Descreva o funcionamento das memórias ROM, PROM, EPROM e EEPROM.
Qual delas você usaria como memória de set-up para seu microcomputador ? Por quê ?
Exercício 105 Descreva as principais características da arquitetura RISC e compare-as com as
arquiteturas CISC.
Exercício 106 Qual a vantagem de se usar uma operação pipeline ?
Exercício 107 Defina processadores SISD, MISD, MIMD e SIMD.
Exercício 108 O que são clusters ?
33
Folha de exercícios Nº 33
Exercício 109 O que são arquivos ? E registros ?
Exercício 110 O que significam as unidades MIPS e MFLOPS ?O que elas medem ?
Exercício 111 Explique as quatro funções básicas de um computador.
Exercício 112 Diferencie linguagem de máquina, assembler e HLL.
Exercício 113 O que são interrupções no processamento ? Explique as classes de interrupções.
Exercício 114Descreva para que servem as opções de setup:
CPU Setup
Advanced CMOS Setup
Power management Setup
Bootsector Virus Protection
Exercício 115 O que é Chipset ? Para que servem ? Qual a diferença entre Ponte Norte e
Pnte Sul ?
Exercício 116 Para que são usadas as baterias na motherboard ?
Exercício 117 As impressoras melhores apresentam buffers maiores e até mesmo a
possibilidade de expansão de tais buffers. No que um buffer maior nos beneficia? Explique.
Exercício 118 O que significa para um monitor de vídeo a frequência vertical e a frequência
horizontal? Sabe-se que quanto maior estes valores melhor. Explique.
Exercício 119 Meu monitor esta trabalhando com uma resolução de 1280 x 1024 e esquema
de cores True Color (32 bits). Qual o tamanho mínimo que a memória de vídeo deve
apresentar para suportar tais configurações (explicite seus cálculos)?
Exercício 120 Meu HD apresenta 12 cabeças (lados), 4096 cilindros (trilhas) e 1024 setores.
Qual a capacidade de tal HD (explicite seus cálculos)?
Exercício 121 Qual a importância do buffer num processo de impressão? Explique.
Exercício 122 Quais as características do nosso monitor de vídeo que dependem do
tamanho da memória de vídeo associada à ele? Explique.
Exercício 123 O que significa fazer a clusterização de um disco? Quais as vantagens e
desvantagens de tal prática?
34
Folha de exercícios Nº 34
Exercício 124 O DVD é uma evolução da tecnologia dos CDs, enquanto que em um CD
conseguimos armazenar 650 MB nos DVDs mais simples conseguimos 4.7 GB enquanto que
nos mais sofisticados chegamos até 17 GB. Explique.
Exercício 125 O que é Dot Pitch ? E pixel ?
Exercício 126 Em monitores CRT (Tubos de Raios Catódicos) o que significa taxa de
atualização ?
Exercício 130 Como funcionam os monitores de cristal líquido ?
Exercício 131 Quem consome mais: monitores CRT ou LCD ?
Exercício 132 Explique resumidamente o processo de funcionamento das impressoras:
•
•
Laser
Jato de tinta
Exercício 133 Como funcionam as impressoras laser coloridas ?
Exercício 134 Descreva o funcionamento do Joystick.
Exercício 135 O que se entende por force feedback ?
Exercício 136 Quais as vantagens do mouse ótico em relação ao convencional ?
Exercício 137 A tecnologia CCD é utilizada para capturar imagens em scanners. Explique
seu funcionamento.
Exercício 138 Porque os teclados ainda conservam o arranjo QWERTY das antigas
máquinas de escrever ?
Exercício 139 Para que são usadas as mesas digitalizadoras ?
Exercício 140 Defina portas seriais, portas paralelas, portas IDE e portas USB. Para que
servem ?
Exercício 141 Diferencie os padrões de barramento:ISA, EISA, VLBUS, PCI, AGP e USB.
Exercício 142 O que são módulos DIP, SIMM e DIMM ?
Exercício 143 Explique para que são usados: conector DB-15, conector DIN, conector DB25, conector Centronics, conector DB-9.
35
Folha de exercícios Nº 35
Exercício 144 Qual a forma de comunicação das portas COM1 e LPT1 ?
Exercício 145 O que é controlador de DMA ?
Exercício 146 De que forma se armazenam as informações nos discos magnéticos ?
Exercício 147 O que são e como funcionam as fitas DAT ?
Exercício 148Qual a diferença em relação à capacidade de armazenamento de um CD e um
DVD. Explique.
Exercício 149 Por quê os CD-R não podem ser gravados ?
Exercício 150 Com relação às fitas magnéticas o que são: Marca delfetora, GAP, bloco físico e
fator de bloco ?
Exercício 151 O que é tempo de seek ? E tempo de latência ?
Exercício 152 Defina Setor e trilha em um disco magnético
Exercício 153 O que é fragmentação de arquivos ?
Exercício 154 Por quê se chamam os discos rígidos de Winchester ?
Exercício 155 Justifique a principal regra da arquitetura de máquinas RISC: Sacrifique tudo para
reduzir o tempo do ciclo de vida de dados
Exercício 156 Qual a função dos transistores nos microprocessadores ?
O que significa dizer que um processador tem uma freqüência de operação de 2 GHz ?
Exercício 157 O que significam os blocos Front End e Back End em um processador ?
Exercício 158 O que significa overclocking e como funciona ?
Exercício 159 Cite 7 operações básicas de um microprocessador.
Exercício 160 O que é um processador superescalar ?
Exercício 161 Compare os dois modos: compilação e interpretação. Indique em que
circunstancias um modo é mais vantajoso que o outro.
Exercício 162. Um programa roda em 12 seg. na máquina A, cuja freqüência de clock é de 500
MHz. Uma máquina B, a ser projetada, tem que rodar este programa em 5 seg. Que acréscimo
na freqüência de clock é possível, sabendo-se que causará um acréscimo de 1.3 vezes mais em
número de períodos de clock da máquina A.
36
Folha de exercícios Nº 36
Exercício 163 Um projetista de compiladores está tentando decidir 2 seqüências de códigos
para uma determinada máquina. Os aspectos de hardware da máquina são:
classes de instruções
Classes de instruções
A
B
C
CPI para a classe
2
4
6
Para um comando, o projetista está considerando 2 seqüências de código:
a) Qual a seqüência que executa mais instruções ?
b) Qual a seqüência mais rápida ?
c) Qual a CPI de cada seqüência ?
Exercício 164. Analise as seguintes afirmações relativas à UCP – Unidade Central de
Processamento, ou processador, de um computador.
I. Um processador, além da capacidade de realizar leituras e gravações na memória, deve
ser capaz de comunicar-se com o usuário. Ele deve ser capaz de ler dados provenientes do
teclado, mouse e outros dispositivos de saída de dados, bem como transferir dados para o
vídeo, impressora e outros dispositivos de entrada de dados.
II. O processador possui um barramento de dados, através do qual trafegam os dados que
são transmitidos ou recebidos pelo barramento de endereços.
III. O processador utiliza o barramento de endereços para indicar qual é a posição de
memória a ser acessada.
IV. Os processadores possuem, além do barramento de dados e de endereços, o barramento
de controle.
Indique a opção que contenha todas as afirmações verdadeiras.
a) I e II
b) II e III
c) III e IV
d) I e III
e) II e IV
37
Folha de exercícios Nº 37
Exercício 165 Uma interrupção pode ser considerada como uma solicitação de atenção feita
pelo processador. Sempre que o processador recebe uma interrupção ele
a) se desliga imediatamente.
b) acessa o BIOS, faz uma varredura no HD e transfere o controle para o usuário.
c) suspende suas operações do momento, salva o status do trabalho e transfere o controle
para o teclado.
d) suspende suas operações do momento, salva o status do trabalho e transfere o controle
para uma determinada rotina de tratamento de interrupção.
e) acelera suas operações do momento para salvar os arquivos abertos e transfere o controle
para o usuário.
38
39
LABORATÓRIO - 01
1 - OBJETIVOS
PARTE I
Após completar as atividades desta parte do laboratório, você deverá ser capaz de:
•
•
•
•
Usar um circuito de porta AND para determinar as relações entre as entradas e saídas.
A partir dos resultados experimentais, completar a tabela verdade da porta AND.
Escrever uma expressão booleana para um circuito com duas portas AND.
Usar um circuito com duas porta AND para construir uma porta AND de três entradas.
2 - EQUIPAMENTO
• Bastidor Datapool Eletrônica
• Circuitos Integrados
• Leds e resistores
PARTE I - PORTA AND
3 - INICIANDO
1 - Monte o seguinte circuito no protoboard:
Fig. I-1 - Portas AND
F1 e F2 são circuitos sinalizadores com leds, podendo serem usados os que se encontram no bastidor ou
opcionalmente montados no protoboard da seguinte forma:.
Resistor
Led
40
Circuito Integrado 7408
Obs:
Para identificação de um circuito integrado, considere a vista superior do CI . A pinagem é
determinada por uma marca no pino 1, que normalmente é um ponto pintado ou é um recorte em
baixo relevo. Então, a partir do primeiro pino à esquerda da marca, conta-se no sentido antihorário. Por exemplo,
2 - Ligue os 3 fios de “jumpers” A, B e C como indicado pelas setas (↓↓). Desta maneira, os
interruptores A, B e C ficarão ligados as entradas correspondentes. Estes interruptores de 2 posições
fornecerão os níveis lógicos “0” e “1” às entradas das portas AND.
3 - Ligue o bastidor (ON/OFF).
3 - PROCEDIMENTO
1 - Determine a tabela verdade da porta AND da Fig. I-3, usando os interruptores A e B para aplicar o nível
lógico “1” (high/alto) ou o nível lógico “0” (low/baixo).
41
Fig. I-3 - Porta AND
O Led representado por F1 ficará ligado (ON) para indicar o nível “1” na saída, e desligado (OFF)
para indicar o nível “0”. Complete a tabela verdade da Fig. I-4.
A
B
0
0
0
1
1
0
1
1
F1
Fig. I-4 - Tabela Verdade AND
2 - Escreva a expressão booleana para esta porta AND:
F1 =
3 - Use os interruptores A, B e C para aplicar os níveis lógicos “1” e “0” às entradas do circuito da Fig. I-5.
O LED F2 indicará os níveis alto e baixo da saída.
Fig. I-5 - Circuito Lógico
42
Complete a tabela verdade na Fig. I-6.
A
B
C
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
F2
Fig. I-6 - Tabela Verdade
4 - Escreva a expressão booleana para este circuito lógico:
RESPONDA:
1) Qual é a diferença entre a lógica do circuito da Fig. I-6 e o de uma porta AND de 3 entradas?
2) De acordo com a Fig. I-4, quando uma das entradas A ou B está em “0”, qual é a saída em F1?
3) De acordo com a Fig. I-4, em que caso a saída F1 estará em “1”?
4) Escreva a expressão booleana para:
a) Porta AND de dupla entrada
b) Porta AND de tripla entrada
4 - Qual é a função lógica do circuito abaixo?
5 - Desenhe um circuito lógico que substitua a função acima usando apenas portas NAND de duas
entradas.
****************************************************************************************************
PARTE II - PORTA OR
Após completar as atividades desta parte do laboratório, você deverá ser capaz de:
•
•
•
•
Observar os níveis de saída de uma porta OR.
Completar a tabela verdade a partir dos dados experimentais.
Escrever a expressão booleana para um circuito com duas portas OR.
Obter a saída do circuito com duas portas OR.
43
1 - Monte o seguinte circuito usando o protoboard:
Fig. II-1 - Portas OR
Circuito Integrado 7432
2 - Ligue os 3 fios de “jumpers” A, B e C como indicado pelas setas (↓↓), para ligar os interruptores às
entradas correspondentes.
3 - PROCEDIMENTO
1 - Aplique “0”s e “1”s nas entradas da porta OR número 3 com os interruptores A e B. O Led
representado por F1 ficará ligado para indicar um “1” e desligado para indicar um “0”.
Fig. II-3 - Porta OR
44
Complete a tabela verdade da Fig. II-4.
A
B
0
0
0
1
1
0
1
1
F1
Fig. II-4 - Tabela Verdade – OR
2 - Escreva a expressão booleana para esta porta OR:
F1 =
3 - Use os interruptores A, B e C para aplicar os níveis lógicos “1” e “0” às entradas do circuito da Fig. II-5.
A lämpada F2 indicará as saídas com os níveis alto “1” e baixo “0”.
Fig. II-5 - Circuito Lógico
Complete a tabela verdade da Fig. II-6.
A
B
C
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
F2
Fig. II-6 - Tabela Verdade
45
4 - Escreva a expressão booleana para este circuito lógico:
F2 =
RESPONDA:
1) Qual é a diferença entre o circuito lógico da Fig. II-6 e uma porta OR de tripla entrada?
2) Qual é o nível de entrada dominante numa porta OR (a que controla ou garante a saída): “0” ou “1”?
3) De acordo com a Fig. II-4, quais combinações das entradas A e B resultariam em “0” na saída F1?
4) Escreva a expressão booleana para:
a) Uma porta OR de dupla entrada
b) Uma porta OR de tripla entrada
5)- Escreva a função lógica do seguinte circuito lógico:
6) Desenhe um esquema que implemente a função lógica do circuito acima, mas usando apenas portas
NAND de dupla entrada.
46
LABORATÓRIO - 02
1 - OBJETIVOS
PARTE I
Após completar as atividades desta parte do laboratório, você deverá ser capaz de:
• Descobrir quais são as saídas das combinações AND-OR
• Construir a tabela verdade de combinações de portas AND-OR
• Escrever uma equação booleana para circuitos de lógica combinatória.
2 – EQUIPAMENTO/COMPONENTES
• Bastidor Datpoll de Microprocessadores
• Componetes: resistores 120 ohm (4), leds (4), CI’s 7408 e 7432
• Protoboard
PARTE I - COMBINAÇÕES DE PORTAS LÓGICAS I
3 - INICIANDO
1 - Monte o seguinte circuito:
F1
A
5
F3
B
C
F2
7
6
Fig. I-1 - Circuitos com Portas AND-OR
3 - Ligue os 3 fios de “jumpers” A, B e C como indicado pelas setas (↓↓). Desta maneira, os
interruptores A, B e C ficarão ligados as entradas correspondentes. Estes interruptores de 2 posições
fornecerão os níveis lógicos “0” e “1” às entradas das portas AND.
4 - Ligue o bastidor.
47
4 - PROCEDIMENTO
1 - Determine os valores das saídas das portas 5, 6 e 7, interligadas como mostra a Fig. I-3.
F1
A
5
F3
B
F2
7
6
C
Fig. I-3 - Circuito Lógico
Este circuito possui 3 entradas (A, B, e C) e 3 saídas (F1, F2 e F3). Complete a seguinte tabela verdade:
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
F1
0
1
0
1
0
1
0
1
Fig. I-4 - Tabela Verdade
F2
F3
2 - Escreva a expressão booleana para estas portas lógicas:
F3 = F1 + F2 =
RESPONDA:
1) Quando é que se acende o LED F3?
2) Escreva as equações booleanas para F1 e F2 dos seguintes circuitos lógicos:
A
A
B
B
F2
F1
C
C
48
3) Estando a entrada C no nível “1” ela controlará F1 e F2? (Estando A e B em quaisquer níveis “1” ou “0”)
4) Estando a entrada C no nível “0” ela controlará F1 e F2? (Estando A e B em quaisquer níveis “1”ou “0”)
PARTE II - COMBINAÇÃO DE PORTAS II
Após completar as atividades desta parte do laboratório, você deverá ser capaz de:
• Analisar outra combinação de portas AND-OR
• Encontrar defeitos nesse tipo de circuito.
3 - INICIANDO
1 - Monte o seguinte circuito:
F1
A
8
B
F2
9
C
Fig. II-1 - Circuito com Portas AND-OR
2 - Ligue os 3 fios de “jumpers” A, B e C como indicado pelas setas (↓↓), para ligar os interruptores às
entradas correspondentes.
4 - PROCEDIMENTO
1 - Determine os níveis das saídas das portas 8 e 9, ligadas como mostra a Fig. II-2.
F1
A
8
B
F2
9
C
Fig. II-2 - Circuito Lógico
Este circuito possui três entradas (A, B e C) e duas saídas (F1 e F2). Complete a tabela verdade da Fig. II3.
A
0
0
0
0
B
0
0
1
1
C
0
1
0
1
49
F1
F2
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
Fig. II-3 - Tabela Verdade
2 - Escreva as seguintes expressões booleanas:
F1 =
F2 =
RESPONDA
Quando F1 fica acesa? __________________________ Quando F2 fica acesa?________________
3. Monte o seguinte circuito:
RESPONDA
1) A saída F5 (acima) é afetada pelas entradas A ou D?
2) Teste a Tabela Verdade das funções F1, F2, F3, F4 E F5.
50
LABORATÓRIO - 03
PARTE I
1 - OBJETIVOS
Após completar as atividades desta parte do laboratório, você deverá ser capaz de:
• Usar uma porta NOR
• Verificar certas leis de álgebra de Boole.
2 - INICIANDO
1 – Monte o seguinte circuito:
A
F1
A
F2
F3
Fig. 1 - Circuito de Entrada Única
Circuito Integrado 7404
3 - Ligue o “jumper” A como indicado pelas setas (↓↓), para ligar a chave A à entrada única. Este
interruptor de 2 posições fornecerá os níveis lógicos “0” e “1” à entrada única.
51
3 - PROCEDIMENTO
1 - Determine as entradas e saídas da porta 10 conforme a Fig. 2.
A
A
10
Fig. 2 - Porta NÃO (NOT ou INVERSORA)
/A se acende para indicar nível lógico “1”. A chave A é usada para mudar o nível lógico da entrada.
Complete a tabela verdade da Fig. 3.
A
/A
Fig. 3 - Tabela Verdade da Porta NOT
2 - Use as portas 10 e 11 conforme a Fig. 4 para verificar a seguinte Lei Booleana:
A = /(/A)
F1
A
11
10
A
A
Fig. 4 - A = /(/A)
3 - Complete a Tabela Verdade da Fig. 5.
A
F1
Fig. 5 - Tabela Verdade de F1
52
4 - Use as porta 10 e 12 da Fig. 6 para verificar a seguinte Lei Booleana:
A.(/A) = 0
A
A
F2
A
12
Fig. 6 - F2 = A.(/A)
5 - Complete a Tabela Verdade da Fig. 7:
A
F2
Fig. 7 - Tabela Verdade de F2
RESPONDA
Quando F2 fica no estado lógico “1”?
6 - Use as porta 10 e 13 da Fig. 8 para verificar a seguinte Lei Booleana:
A.+(/A) = 1
A
A
F3
A
12
Fig. 8 - F3 = A+(/A)
7 - Complete a Tabela Verdade da Fig.9.
A
F3
Fig. 9 - Tabela Verdade de F3
53
RESPONDA
1) Quando F3 fica no estado lógico “0”?
2) Quais das seguintes Funções - F1, F2, F3 - são iguais?
A
F1
F2
A
A
F3
3) F4 é igual a F5? E a F6?
4) Escreva a Tabela Verdade para o circuito lógico da Fig. 10
A
F1
B
C
Fig. 10 - Circuito Lógico
5) Anote a função lógica do circuito da Fig. 10.
6) Na Fig. 11, ligamos várias portas lógicas para produzir certa função lógica. É possivel chegar a uma
função lógica idêntica com um número menor de portas?
7) Escreva a equação algébrica Booleana completa para o circuit da Fig. 11.
54
LABORATÓRIO - 04
PARTE I - PORTAS NAND
Após completar as atividades desta parte do laboratório, você deverá ser capaz de:
• Determinar as saídas de uma porta NAND.
• Completar sua tabela verdade a partir de valores experimentais.
• Escrever sua expressão booleana.
1 - Implemente o seguinte circuito:
A
F
B
1
Fig. I-1 - Porta NAND
Circuito Integrado 7400
3 - Ligue os 2 fios de “jumpers” A e B como indicado pelas setas (↓↓). Desta maneira, os
interruptores A e B ficarão ligados as entradas correspondentes. Estes interruptores de 2
posições fornecerão os níveis lógicos “0” e “1” às entradas das portas NAND.
55
2 - PROCEDIMENTO
1 - Determine os valores da saída da Porta 1, interligada como mostra a Fig. I-1, para várias
combinações de entrada. Este circuito possui duas entradas (A e B) e uma saída (F). O Led F
estará ligado (ON) para indicar um estado lógico “1”. As chaves A e B são usadas para mudar os
estados das entradas.
Complete a seguinte tabela verdade:
A
B
F
0
0
0
1
1
0
1
1
Fig. I-3 - Tabela Verdade
2 - Escreva a expressão booleana desta porta lógica:
F=
PARTE II - CIRCUITO EQUIVALENTE NAND
Após completar as atividades desta parte do laboratório, você deverá ser capaz de:
• Determinar as saídas de um circuito equivalente NAND.
• Completar sua tabela verdade a partir de valores experimentais.
• Escrever sua equação booleana
• Montar um comparador digital
• Determinar as saídas de um circuito comparador digital
• Construir a tabela verdade de um circuito comparador digital a partir de valores experimentais
• Escrever a expressão booleana para o circuito comparador digital
1 - Implemente o seguinte circuito:
Fig. II-1 - Circuito Equivalente NAND
2 - Ligue os 2 fios de “jumpers” A e B como indicado pelas setas (↓↓), para ligar os
interruptores às entradas correspondentes.
56
RESPONDA
1) Determine os valores das saídas das Porta 3, 4 e 5, interligadas como mostra a Fig. II-1, para
várias combinações de entrada. Os Leds F1, F2 e F3 estarão ligados (ON) para indicar o estado
lógico “1”. As chaves A e B são usadas para modificar os estados das entradas.
2) Complete a tabela verdade da Fig. II-3.
A
0
0
1
1
B
F1
F2
0
1
0
1
Fig. II-3 - Tabela Verdade
F3
3) Escreva as seguintes expressões booleanas:
F1 =
F2 =
F3 =
4) Qual é a diferença entre F(da tabela verdade da Fig. I-3) e o F3 da tabela verdade da Fig.II-3?
Parte III - UM COMPARADOR DIGITAL
1 – Monte o circuito da Figura II.1
A
F1
F2
12
F5
F4
11
14
15
B
13
F3
Fig. II-1 - Um Comparador Digital
3 - Ligue os 2 fios de “jumpers” A e B como indicado pelas setas (↓↓). Desta maneira, os interruptores
A e B ficarão ligados as entradas correspondentes. Estes interruptores de 2 posições fornecerão os níveis
lógicos “0” e “1” às entradas dos circuitos.
57
4 - PROCEDIMENTO
1 - Determine as saídas das portas 11 a 15 da Fig. II-1 para várias combinações de entradas.
As luzes F1 a F5 estão LIGADAS (ON) para indicar o estado lógico “1”. As chaves A e B são usadas para
modificar os estados das entradas.
2 - Complete a tabela verdade da Fig. II-3:
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
F1
F2
F3
F4
F5
Fig. II-3
3 - Escreva as expressões booleanas para este circuito.
F1 =
F2 =
F4 =
F5 =
F3 =
PARTE IV - PORTAS NOR
Após completar as atividades desta parte do laboratório, você deverá ser capaz de:
• Determinar as saídas de uma porta NOR.
• Completar sua tabela verdade a partir de valores experimentais.
• Escrever sua expressão booleana.
1 – Implemente o seguinte circuito:
A
F
2
B
Fig. III-1 - Porta NOR
58
2 - Ligue os 2 fios de “jumpers” A e B como indicado pelas setas (↓↓), para ligar os
interruptores às entradas correspondentes.
3 - PROCEDIMENTO
1 - Determine os valores da saída da Porta 2, interligada como mostra a Fig. III-1, para várias
combinações de entrada. Este circuito possui duas entradas (A e B) e uma saída (F). O Led F
estará ligado (ON) para indicar o estado lógico “1”. As chaves A e B são usadas para modificar
os estados das entradas.
2 - Complete a tabela verdade da Fig. III-2.
A
B
F
0
0
0
1
1
0
1
1
Fig. III-2 - Tabela Verdade
3 - Escreva a expressão booleana desta porta:
F=
PARTEV - CIRCUITO EQUIVALENTE NOR
Após completar as atividades desta parte do laboratório, você deverá ser capaz de:
• Determinar as saídas de um circuito equivalente NOR.
• Completar sua tabela verdade a partir de valores experimentais.
• Escrever a sua equação booleana.
1 - Implemente o seguinte circuito:
Fig. IV-1 - Circuito Equivalente NOR
2 - Ligue os 2 fios de “jumpers” A e B como indicado pelas setas (↓↓), para ligar os
interruptores às entradas correspondentes.
59
3 - PROCEDIMENTO
1 - Determine os valores das saídas das Porta 6, 7 e 8, interligadas como mostra a Fig. IV-1,
para várias combinações de entrada. Os Leds F1, F2 e F3 estarão ligados (ON) para indicar o
estado lógico “1”. As chaves A e B são usadas para modificar os estados das entradas.
2 - Complete a tabela verdade da Fig. IV-2.
A
0
0
1
1
B
F1
F2
0
1
0
1
Fig. IV-2 - Tabela Verdade
F3
3 - Escreva as seguintes expressões booleanas:
F1 =
F2 =
F3 =
RESPONDA
Qual é a diferença entre F (da tabela verdade da Fig. III-2) e o F3 da tabela verdade da Fig. IV-2?
PARTE V - PORTAS OU EXCLUSIVAS XOR
Circuito Lógico 7486
Após completar as atividades desta parte do laboratório, você deverá ser capaz de:
• Usar uma porta ou exclusiva XOR
• Construir a tabela verdade da porta XOR
• Escrever a expressão booleana correspondente
60
1 – Monte o circuito da Fig. I.1 no protoboard.
Fig. I-1 - Portas XOR
3 - Ligue os 3 fios de “jumpers” A, B e C como indicado pelas setas (↓↓). Desta maneira, os
interruptores A, B e C ficarão ligados as entradas correspondentes. Estes interruptores de 2
posições fornecerão os níveis lógicos “0” e “1” às entradas das portas XOR.
4 - PROCEDIMENTO
1 - Determine os valores das saídas das portas 9 e 10, interligadas como mostra a Fig. I-1 para
várias combinações de entradas.
As luzes F1 e F2 estão LIGADAS (ON) para indicar o estado lógico “1”. As chaves A, B e C são
usadas para modificar os estados das saídas.
2 - Complete a tabela verdade da Fig. I-3:
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
Fig. I-3
F1
F2
3 - Escreva as expressões booleanas para estas portas lógicas:
F1 = ........................................F2 =..............................
RESPONDA
Qual a diferença entre o circuito lógico da Fig. I-1 e uma porta XOR de 3 entradas?
61
LABORATÓRIO VIRTUAL - I
OBJETIVOS
Após completar as atividades do LABORATÓRIO VIRTUAL I, você deverá ser capaz de:
• Usar circuitos de portas lógicas AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR para determinar as
relações entre as entradas e saídas.
• Escrever as expressão booleanas para circuitos lógicos digitais.
• Construir a tabela verdade para combinações de portas lógicas
• Encontrar defeitos nesses tipos de circuito.
• Completar a tabela verdade a partir de valores experimentais.
• Verificar certas leis de álgebra de Boole.
• Escrever uma equação booleana para circuitos de lógica combinatória.
• Construir circuitos lógicos seqüenciais
• Entender o funcionamento desses circuitos.
MONTAGENS NO SIMULADOR DE CIRCUITOS DIGITAIS
I - PORTAS AND
1.1 Utilizando o SOFTWARE Simulador Digital 095 verifique o funcionamento da porta AND,
conforme mostra a figura 1.
Figura 1 – Simulador de Circuitos Digitais – Portas AND
62
1.2 Monte o circuito da figura 2, conforme ilustrado abaixo na figura 3.
Figura 2.
Figura 3. Montagem do circuito no Simulador 095
1.3 Complete a tabela verdade na Tabela 1.
A
B
C
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
F
Tabela 1 - Tabela Verdade
63
II - PORTAS AND E OR
2.1 Monte o circuito da figura 4, escreva sua expressão lógica, construa a tabela verdade
Figura 4 – Circuito Combinacional (AND/OR)
S=
A
B
C
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
F
Tab. 2 - Tabela Verdade
64
III - PORTAS AND/OR/NOT
3.1 Monte o circuito da figura 5, complete a tabela verdade da Tabela 3 e escreva sua expressão
lógica conforme suas observações.
Figura 5 – Circuito Combinacional (AND/OR/NOT)
A
B
C
Y
Tabela 3 - Tabela Verdade de Y
Y=
65
IV - PORTAS NAND
4.1 Monte a função combinacional da figura 6 esquematizada, que contém apenas portas NAND
de 2 entradas. Verifique qual função básica está sendo implementada. Obtenha a tabela
verdade.
Figura 6 – Circuito com Portas NAND
V - PORTAS XOR
5.1 Monte o circuito da figura 7.
Figura 7. Meio somador
5.2 Preencha com os valores adequados a tabela 4.
Tabela 4 – Tabela Verdade do circuito Meio Somador
66
5.3 Monte o circuito da figura 6.
Figura 6 – Circuito Somador Completo
5.4 Preencha com os valores adequados a tabela 5.
Tabela 5 – Tabela Verdade do circuito Somador Completo
VI - DISPLAY 7 SEGMENTOS
Nesta experiência vamos projetar um conjunto de funções lógicas que convertem números
binários para os segmentos de um display de sete segmentos. Os segmentos do display são
representados pelas letras a, b, c, d, e, f, g, conforme a figura 7.
Figura 7: Pinagem do display.
6.1 Projete e implemente o circuito da figura 8 (Para simplificar será usado um circuito que
mostrará os números de 0 a 7).
67
6.1.1 Faça uma tabela verdade e um mapa de Karnaugh da função lógica de cada segmento
6.1.2 Obtenha as equações lógicas simplificada a partir dos mapas de Karnaugh.
6.1.3 Desenhe o esquema detalhado do circuito
6.1.4 Monte e teste as funções lógicas para cada segmento
Observação: Monte e teste os segmentos um de cada vez, só iniciando a montagem do seguinte
quando o anterior estiver testado e aprovado. Desta forma evita-se que o circuito fique
complicado demais sem ter sido testado.
Figura 8. Circuito para display 7 segmentos
6.1.5 Apresente os resultados ao professor.
68
LABORATÓRIO VIRTUAL II
OBJETIVOS
Após completar as atividades do LABORATÓRIO VIRTUAL II, você deverá ser capaz de:
• Construir circuitos lógicos seqüenciais
• Implementar circuitos contadores
• Entender o funcionamento desses circuitos.
I - FLIP-FLOPS
1.1 Identifique a pinagem dos circuitos integrados e implemente Simulador Digital o circuito
digital Flip-Flop RS com clock, usando portas lógicas Não-E (7400):
1.2 Utilize um clock de 1s e verifique o funcionamento do circuito da figura 10.
1.3 Preencha a tabela verdade.
Figura 10 – Flip-Flop RS com portas NAND
69
II - CONTADORES COM FLIP-FLOPS
2.1 Identifique a pinagem do circuito integrado 7476 Flip Flop Dual JK, figura 11, e implemente
no simulador o circuito digital, conforme solicitado.
Figura 11. Pinagem do 7476 Dual Flip Flop JK
2.2 - Contador assíncrono crescente de 4 bits (2x7476), conforme figura 11.
Figura 11. Contador assíncrono 0 a 15.
2.3 Utilize o clock de 1 Hz do simulador, verifique as saídas e desenhe as formas de onda em
Q0,Q1,Q2 e Q3.
2.4 Organize e interprete os dados coletados na experimentação. Verifique se os valores
encontrados na saída correspondem à análise teórica do circuito;
2.5 - Contador assíncrono decrescente de 4 bits (2x7476) da figura 12.
Figura 12. Contador assíncrono 15 a 0.
70
2.6 Utilize o clock de 1 Hz do simulador, verifique as saídas e desenhe as formas de onda em
Q0,Q1,Q2 e Q3.
2.7 Organize e interprete os dados coletados na experimentação. Verifique se os valores
encontrados na saída correspondem à análise teórica do circuito.
2.8 Contador síncrono crescente de 4 bits (2x7476, 7408)
Figura 13. Contador síncrono
2.9 Utilize o clock de 1 Hz do simulador, verifique as saídas e desenhe as formas de onda em
Q0,Q1,Q2 e Q3.
2.10 Organize e interprete os dados coletados na experimentação. Verifique se os valores
encontrados na saída correspondem à análise teórica do circuito.
71