Ejercicios de Arquitectura de Com Put Adores Ing Salazar

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EJERCICIOS DE ARQUITECTURA DE COMPUTADORES CAPITULO 1: FUNDAMENTOS DE ELECTRICIDAD I = corriente (Amperios A) R = resistencia (ohmios ) V = voltaje (voltios V) LEY DE OHM

i=V R Ejemplos 1.

I = 12V 24

I = 0.5 A = 500mA

i = 120 V / 500.000.000 i = 0.24 A RESISTENCIA EN SERIE i = ___V___ R1 + R2

2.

i = ___V___ R1 + R2 i = 12V / (24+24) i = 0.25 A 3.

i = 5V / (10+20+20) i = 0.1 A RESISTENCIAS EN PARALELO R = R3 * R4 R3 + R4 4.

iT = i1 + i2 i1 = i2

R = R3 * R4 R3 + R4 R = (10 * 10) / (10 + 10) R=5

R = (R1+R2+R3) R = (5+5+5) R = 15 iT = 12V / 15 iT = 0.8A i1 = 0.4A i2 = 0.4A 5.

VT V1 = iT * R1 12V V1 = (0.8A)(5 ) V1 = 8V V1 V2 = iT * R2

8V V2 = (0.8A)(5 ) V2 = 4V 6.

R de resistencias en paralelo R = 200 * 200 / 200 + 200 R = 100 iT = 120V / (500+300+100)M iT = 0.133A V1 = 120V (0.133A*500M) V1 = 53.5V V2 = 53.5V (0.133A*300M) V2 = 13.6V 7.

i1 = i2 = i3 Resistencia de las ltimas dos resistencias en paralelo R = (100*100 / 100+100) R = 50

Resistencia de las dos siguientes resistencias en paralelo R = (50*100 / 50+100) R = 33.33333

iT = 12V / 33.3333 iT= 0.36A i1 = 0.36A / 3 i1 = 0.12A i2 = 0.36A / 3 i2 = 0.12A i3 = 0.36A / 3 i3 = 0.12A 8.

Resistencia de las ltimas dos resistencias en paralelo R = (300*100 / 300+100) R = 75

Resistencia de las dos siguientes resistencias enparalelo R = (75*100 / 75+100) R = 42.85

iT = 12V / 42.85 iT = 0.28A i1 = 12V/100 i1 = 0.12A i2 = 12V/100 i2 = 0.12A i3 = 12V/300 i3 = 0.04A iT = i1+i2+i3 iT = 0.12+0.12+0.04 iT = 0.28A 9.

iT = 12V / 6 iT = 2A

10.

Debido a que el diodo est en inversa, no hay corriente: iT = 12V / (5 + ) iT = 0 Sin embargo el voltaje es 12V 11.

iT = 12V / (9+5+10) iT = 0.5A i! = iT i1 = 0.5A i2 = 0 A 12.

iT = 5V / (10+7.89) iT = 0.279A 13.

iT = 12V / (10+3.2+50) iT = 0.1898734A iT = i0 + i1 + i2 + i3 iT = i0 + i4 i4 = i1 + i5 i5 = i2 + i3 V1 = 12V (0.1898734A * 10 ) V1 = 10.10126V V2 = (0.1898734A * 50 ) V2 = 9.4936 V i0 = (10.10126 9.4936)V / 10 i0 = 0.06077A i1 = 0.06077A i2 = 0.06077A i3 = (10.10126 9.4936)V / (30+50) i3 = 0.00759A i5 = i2 + i3 i5 = (0.06077 + 0.0759)A i5 = 0.06836A i4 = i1 + i5 i4 = (0.06077 + 0.06836)A i4 = 0.12913A

iT = i0 + i1 + i2 + i3 iT = (0.06077 + 0.06077 + 0.06077 + 0.00759)A iT = 0.1899A V3 = V1 (R2 * i3) V3 = 10.10126V (50 * 0.007595A) V3 = 9.71785V V4 = V3 (R3 * i3) V4 = 9.71785 (30 * 0.00759A) V4 = 9.4936V

EJERCICIOS PROPUESTOS 1. Disee el circuito de la figura (es decir, encuentre el valor de R) para que la corriente suministrada por la fuente sea de 1A. Si a la resistencia de 50 Ohms se le aade, en paralelo, una resistencia de 150 Ohms, Cual debe ser el nuevo valor de R?

SOLUCION: La ecuacin del circuito es: V=IR 100V = 1A (R + 50 Ohms) Despejando tenemos que se requiere una R = 50 Ohms para que la corriente a traves de la fuente sea de 1A. Para la segunda parte del enunciado, el circuito a estudiar es:

Resistencia del paralelo Rp = (50*150) / (50+150) Rp = 37.5 Ohms V = I (Rp+R) 100V = 1A (R + 37.5 Ohms) R = 62.5 Ohms 2. Disee el circuito de la figura (es decir, encuentre el valor de R) para que la corriente suministrada por la fuente sea de 0.5A. Si a la resistencia de 100 Ohms se le aade, en paralelo, una resistencia de 200 Ohms, Cual debe ser el nuevo valor de R?

3. Resuelva el siguiente circuito (Halle las corrientes y los voltajes etiquetados). Las resistencias estn dadas en Ohms.

4. Simplifique el siguiente circuito y halle las corrientes, Primero halle la resistencia equivalente.

5. La resistencia interna de una fuente de tensin es igual a 0.05 Ohms Cul es la cada de tensin en esta resistencia cuando circula por ella una corriente de 2A?. Si la fuente se conecta a un circuito que requerir como mximo 2A, Qu tan constante considera la fuente?

CAPITULO 2. CIRCUITOS COMBINACIONALES EJERCICIOS PROPUESTOS Sistemas Lgicos Representar con compuertas lgicas 5 5 ___ 0V 5 0V 1. S = XY + XY + Z

X Y Z

X Y Z

S

S

_ _ _ _ 2. Z = bd + a + b + b*ca b c d

Z

a 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

b 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

c 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

d 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

Z 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

__ _ _ Z = bd + a + b + bc

3. Disear el circuito lgico con compuertas digitales. Hacer la simplificacin por lgebra de Boole y disee el circuito simplificado. a. A + BC + ZAC = F

A B C Z

F

F = A + BC + ZAC F = A(1 + ZC) + BC F = A + BC Circuito equivalenteA B C

F

b. F = X(XY + Z + YZ)X Y Z

F

F = X(XY + Z + YZ) F = X(XY + Z(1 + Y)) F = X(XY + Z) F = XXY + XZ F = XY + XZ F = X(Y+Z)X Y Z

F

_ _ c. F = AB + BC + BA + ABA B C

F

_ _ F = AB + BC + BA + AB _ F =AB + BC + A F = A + B + BC F = A + B(1+C) F = A+BA B

F

__ __ _ _ _ ____ d. F = ABC + ABC + ABC +ABC

A B C F

A B C F

__ __ __ e. F = XY + XYZ+ YX + XYZX Y Z F

___ ___ ___ F = XY + XYZ + XY + XYZ ___ ___ F = XYZ + XYZ + 1 _ _ _ F = X(Y + Z) + XY + Z + 1 _ _ _ F = XY + XZ + XY +Z + 1 _ F = X + Z(X+1) + 1 _ F=X+Z+1 F=1 4. Simplifique por mapas de Karnough a. F = ABC + ABC + ABC + ABC C AB 1 AB 0 AB 1 AB 1 F = BC + AC + ABC C 0 1 0 0

b. Z = pq rs + r q s + p qr s + p q r + rs r s rs rs r s p q 0 1 0 1 pq 0 1 0 0 pq 1 1 0 0 pq 1 1 0 1 Z = q s + rs + p r s 5. Se requiere construir un dispositivo lgico digital al cual se pueden ingresar monedas de: 50, 100, 200 y 500. El dispositivo debe dar como salida un solo producto a la vez de la siguiente gama de productos: Chocolatina a (cha), precio $250; Chocolatina b (chb), precio $500; Papas tipo a (paa), precio $700; Papas b (pab), precio $750. 5 0 C 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 L 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 20 0 D 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 50 0 Q 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 cha chb paa pab X 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 Y 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 W 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Z 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1

X = CLDQ + CLDQ + CLDQ X = CLDQ + CDQ(L + L) X = DQ(CL + C) X = DQ(C + L) Y = CLDQ + CLDQ + CLDQ + CLDQ Y = CDQ (L + L) + CDQ (L + L) Y = DQ (C + C) Y = DQ

W = CLDQ Z = CLDQ + CLDQ + CLDQ Z = LDQ (C + C) + CLDQ Z = DQ (L + LC) Z = DQ (L + C)

C W L X D

Q

Y

Z

6. En un sistema informtico se tienen 4 teclas como entrada (a, b, c, d) y en la salida hay tres dispositivos: impresora, ploter y pantalla. El control de la salida esta dado por la siguiente regla: para las entradas en binario (en la secuencia a b c d) de 0 a 3 en decimal, debe estar activa la salida nicamente de la impresora; para las entradas del 4 al 7 en decimal debe estar activa la salida del ploter nicamente; para las entradas del 8 al 11 en decimal, debe estar activas en la salida la pantalla y la impresora; para el resto de los casos deben estar activas las 3 salidas. Se requiere construir el circuito lgico digital que maneje esta situacin.

a b c d 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

Impresor a 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

Ploter Pantalla 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

Impresora = abcd + abcd + abc d + abc d + a bcd + a bc d + a bc d + + a b cd + abcd + abcd Impresora = abc + abc + a bc + a bc + a b c + a b c Impresora = ab + a b + a b Impresora = b + a b Impresora = a + b Ploter = ab cd + ab cd + ab c d + ab c d + a b cd + a b cd + a b c d + abcd Ploter = ab c + ab c + a b c + a b c Ploter = ab + a b Ploter = b Pantalla = a bcd + a bcd + a bc d + a bc d + a b cd + a b cd + a b c d + + abad Pantalla = a bc + a bc + a b c + a b c Pantalla = a b + a b Pantalla = a

a

V1 0V U2A U1A V2 0V

P a n t a l l a I m p r e s o r a P l o t e r

b

EJERCICIOS PROPUESTOS 1. Disee un circuito digital para __ __ __ F = (X Y + W) + (X Y W) 2. Construya un dispositivo lgico digital para las siguientes funciones, simplifique por lgebra de boole y por mapas de Karnough _ __ _ _ _ _ _ Z = C B A + C B A + C B A + CBA _ _______ A = (X Y + Z)* Y X Y + Z + Y ___ _ _ ___ W = [X + (X Y) + X Y + X Y] (X + X Y) 3. Halle una ecuacin que represente el siguiente circuito lgico digital

x z y

4. Un sistema lgico digital tiene como entradas tres lneas de datos, en cada una de ellas se transporta un bit, se requiere construir un dispositivo que a la salida muestre lo siguiente: Alto (1) si las dos primeras entradas son diferentes 5. Las entradas a un dispositivo corresponden a dos nmeros binarios de dos bits cada uno. Construir el dispositivo que realice la siguiente funcin: si el primer nmero es mayor que el segundo la salida en alto, en caso contrario es bajo.

6. Construir un generador de paridad, que funciona de la siguiente manera: Tiene tres entradas binarias de las cuales si una o las tres de ellas son altos la salida en baja. 7. Se requiere construir un dispositivo lgico digital como un circuito lgico combinacional que funcione as: Se puede ingresar en cualquier combinacin de 4 monedas (de $1000, $500, $200 y $100) Dicho dispositivo debe funcionar as: Si se ha introducido moneda de $1000 debe devolver 1 moneda de $200 y 1 de $100. Si se introduce una moneda de $500 debe devolver nicamente una moneda de $200 Si se introduce moneda de $200 debe devolver moneda de $100 Aplicando el lgebra de Boole encontrar las funciones de salida de moneda de $200 y de $100. Construir el dispositivo lgico.

REPRESENTACIN DE DATOS EJERCICIOS RESUELTOS Suma en binarios: 1 +1 ----10 10 +1 ----11 11 +1 -----100

Tabla de sistema numrico hexadecimal:

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91

2 12 22 32 42 52 62 72 82 92

3 13 23 33 43 53 63 73 83 93

4 14 24 34 44 54 64 74 84 94

5 15 25 35 45 55 65 75 85 95

6 16 26 36 46 56 66 76 86 96

7 17 27 37 47 57 67 77 87 97

8 18 28 38 48 58 68 78 88 98

9 19 29 39 49 59 69 79 89 99

A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 8A 9A

B 1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B 8B 9B

C 1C 2C 3C 4C 5C 6C 7C 8C 9C

D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D 9D

E 1E 2E 3E 4E 5E 6E 7E 8E 9E

F 1F 2F 3F 4F 5F 6F 7F 8F 9F

Despus de la primera fila se comienzan a combinar todos con todos. Por ejemplo en la segunda fila se combina el 1 con todos los dems. En la tercera se combina el dos con todos los dems. Y as sucesivamente. A la hora de sumar es muy sencillo. Ejemplos: 1. A16 + F16 = 1916 Nos paramos en A y luego decimos cuanto vale F (15), nos vamos contando 15 espacios desde A, llegando as, (en este caso) a 1A. 1 2. A C16 + B F16 ---------1 6 B16 Hacemos los mismos pasos del ejemplo anterior, y notamos que al llegar a 1C (C + F), no podemos colocar los dos dgitos, por lo tanto colocamos C y llevamos 1 a la columna siguiente. En esta siguiente columna nos paramos en A, pero como llevamos 1 nos movemos y cajn ms, quedando as en B, y de ah decimos cunto vale B (11) y nos vamos contando estos 11 espacios, llegando as a 17 (B + B). Como ya no hay ms columnas podemos colocar el 17. Hacer las siguientes sumas en base 2, 10 y 16 1. 28 27 26 25 24 23 22 21 20 1 0 0 1 0 1 0 02 27 + 24 + 22 0 1 1 1 0 0 1 02 26 + 25 + 24 + 21 ---------------------------------1 0 0 0 0 0 1 1 02 28 + 22 + 21 = = = 128 + 16 + 4 = 14810 64 + 32 + 16 + 2 = 11410 -----------------------------256 + 4 + 2 =26210

14810 + 11410 -------26210 Para hexadecimal podemos coger el nmero binario y separarlo por grupos de 4 bits de derecha a izquierda, as: 1 0 0 12 8 + 1 = 916 0 1 0 02 416 9 416

0 1 1 12 4 + 2 + 1 = 716

0 0 1 02 216 7 216 --------1 0 616

2.

A B C F16 B C A O16 ------------------1 6 8 6 F16 1010 A 1011 B

163*10 + 162*11 + 161*12 + 160*15 = 163*11 + 162*12 + 161*10 + 160*0 =

46.98310 48.28810 ----------4 3 2 1 0 16 *1 + 16 *6 + 16 *8 + 16 *6 + 16 *15 = 92.27110 1011 B 1100 C 1100 C 1010 A 1 1 1 12 F 0 0 0 02 0

1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 12 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 02 ----------------------------------------1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 12

3.

17849 + 439010 ----------137210 + 439010 ----------576210

93*1 + 92*7 + 91*8 + 90*4 = 137210 212 211 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 02 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 02 ----------------------------------------------1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 02 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 02 0 1 1 02 ==

0 1

0 1 0 1 0 0 0 1

+

055C 1126 -----------1 6 8 216 8 1 5 710 7 3 3 110 -----------1 5 4 8 810

4.

4 8 7 212 + 4 2 A B12 ------------8 B 6 812

4*123 + 8*122 + 7*121 + 12*120 = 4*123 + 2*122 + 10*121 + 11*120 = 8*123 + 11*122 + 6*121 + 8*120 =

212 211 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 12 + 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 12 -------------------------------------------------------1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 02 5. 1 0 1 0 1 02 F A16 ---------------1 2 A16 + F A16 ----------1 2 416 1 0 216 1 0 1 0 A16

161*2 + 160*10 161*15 + 160*10 162*1 + 161*2 + 160*4

= ==

4 210 2 5 010 -------2 9 210

27 26 25 24 23 22 21 20 0 0 1 0 1 0 1 02 1 1 1 1 1 0 1 02 ----------------------------------1 0 0 1 0 0 1 0 02

Realizar la conversin de los siguientes decimales, de tal forma que queden los resultados en base 2, 10 y 16: 1. 4 0 , 3 7 810 Base 2: Se hace la conversin de la parte entera normal: 25 24 23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 1 0 1 0 0 0 || 0 1 12 Y para la parte decimal, se hace lo siguiente: 0,378 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 0 1 1 0 0

Podemos empezar sumando 2-1 + 2-2 + 2-3.. al llegar a 2-3 notamos que nos pasamos ya que esta suma da como resultado 0,875, por lo que empezamos a restar desde 2-1, obteniendo as 0,378. Base 16: En la parte entera ceros a la izquierda no afectan, y en la parte fraccionaria los ceros a la derecha no importan. 0010 2 2 8 || 616 2. 4 7 6 , 3 58 Base10: 82*4 + 81*7 + 80*6 || 8-1*3 + 8-2*5 3 1 8 || 4 5 3 1 2 510 Base 2: 28 27 26 25 24 23 22 21 20 1 0 0 1 1 1 1 1 0 Base 16: 0001 1 13E 3. 1101 Base 10: 23 + 22 + 20 2-2 + 2-4 13 || = = 13 0,3125 || || 0011 3 7 416 0 1 0 12 1110 E || 0111 7 0 1 0 02 416 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 || 0 1 1 1 0 12 1 0 0 0 || 8 0 1 1 02 6

3 1 2 510

Base 16: 1101 D || 0101 516

D ||

516

Sacarle el complemento 1 y complemento 2 si es necesario de: 1. Binario sin signo: 1 0 1 0 0 12 0 1 0 1 1 02 (inversin de todos los bits) 2. Binario con signo: El cero quiere decir que es un nmero positivo: 0 1 0 0 0 0 1 12 101111002 3. Binario con signo: El 1 quiere decir que el nmero es negativo, por lo que es necesario hacer complemento 2: Primero se hace complemento 1 (se invierte) y luego se hace complemento 2 (se le suma 1 al resultado de complemento 1) 1 0 0 1 0 1 1 12 011010002 1 ---------------------0 1 1 0 1 0 0 12 Este sera el verdadero nmero con el signo menos antes. En este caso sera: 27 26 25 24 23 22 21 20 0 1 1 0 1 0 0 12 = 26 + 25 + 23 + 20 = - 10510 Realizar las siguientes sumas: 1. 7 2 810 4 3 210 ---------210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 0 || 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 || 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 -------------------------------------------

1 1 6 010

0 1 || 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0

Entonces el nmero sera: 210 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0

=

210 + 27 + 23 =

1 1 6 010

2. 7 2 810 - 4 3 210 -----------2 9 610 -4 3 2 Hallamos el nmero binario de 43210, luego le sacamos complemento 1 y por ltimo complemento 2. 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 0 0 || 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 || 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 -------------------------------------------0 0 || 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0

1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 -----------------------------------1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 Este es el nmero que va a la suma Resultado: 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0

=

29 + 26 + 24 =

- 592

= 28 + 25 + 23 = 2 9 6

Representar en binario con signo los siguientes nmeros: 1. 88 y -88

88 64 7 4 8 0101100complemento 64 7 4 1 8 10100111 88 64 7 4 8 10101000

Complemento2

10100111 00000001 = 88 10101000

2. -63

6 74 4 63 8 0111111

complemento2

6 74 4 8 1000000

complemento1

1000000 0000001 = 63 1000001

6 74 4 63 8 10000013. -335335 6 4 7 4 8 complemento2 0101001111

6 complemento1 4748 10101100006 4 3354 8 7 1010110001

1010110000 0000000001 = 335 1010110001

Hacer las siguientes operaciones con signo 1. -20+13 (Universo 6 bits)

0 2 +3 1 7SUMA

6 74 4 20 8 010100

101011 000001 = 20 101100

13 678 001101

Complemento del resultado

101100 001101 = -7 1110012. 728-432

111001 000001 = 7 000111

78 2 42 3 26 9SUMA 01011011000 11001010000 =296 00100101000

432 728 8 6 44 7 4 4 6 44 7 4 4 8 01011011000 00110110000

11001001111 00000000001 = 432 11001010000

Pasar a cdigo BCD y a cdigo Gray los siguientes nmeros de base 10

{ { { { 1. 7210 0111 0010 (BCD) 0100 0011 (GRAY)727 2

{ { { { 2. 3610 00110110 (BCD) 0010 0101 (GRAY)3 4

3

6

{ { { { { { { { 3. 542010 01010100 0010 0000 (BCD) 01110110 00110000 (GRAY)5 4 2 05 4 2 0

Representar en cdigo ASCII las siguientes palabras

1. ANA = 01000001 01001110 01000001 2. RAM = 01010010 01000001 01001101 3. EXPOASI 2006 = 01000101 01011000 01010000 01001111 01000001 01010011 01001001 11111010110 Representar los siguientes nmeros en base 2, 10 y 16 1. AFC,DJ20 = 202*10 + 201*15 + 200*12 + 20-1*13 + 20-2*19 = 4312.697510 = 1000011011000,10112 = 10D8,06275939916 2. 40,37810 = 101000,0112 = 28.616 3. 476,358 = 4*82 + 7*81 + 6*80 + 3*8-1 + 5*8-2 = 318,45312510 = 100111110,0111012 = 3E,7416 4. 1101,01012 = 13,312510 = D,516 Representar en el formato IEEE 754 de simple precisin. 1. -15301810signo

1 00010010 00000000001010100110000 { 14 2 43 1 4 4 4 44 2 4 4 4 4 4 3exp onente mantista

CODIFICADOR Y DECODIFICADOR EJERCICIOS RESUELTOS 1. Construir un codificador que va a controlar un teclado de 10 teclas (0,1, 9)

5

o c o d i f i c a d o d e c U1 d i f i c a d o r rI9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1

U3 74147

A3 A2 A1 A0

A3 A2 A1 A0

74LS47

g f e d c b a

abc

test RBI RBO

I0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

I1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

ENTRADA I2 I3 I4 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

I5 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

I6 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0

I7 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0

I8 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

SALIDAS I9 A0 A1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0

A2 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0

A3 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

A0 = I8 + I9 A1 = I4 + I5 + I6 + I7

A2 = I2 + I3 + I6 + I7 A3 = I1 + I3 + I5 + I7 + I9

CODIFICADORI 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 8 I 9 A 1 A 2 A 3

A 0

2. Construir un decodificador de 3 entradas y 8 salidas.

U1 74LS138 74LS138A2 A1 A0 E3 E2 E1 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0

ENTRADAS A2 A1 A0 0 0 0 0 0 1 0 1 0

SALIDAS Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Q2 0 0 1

Q1 0 1 0

Q0 1 0 0

0 1 1 1 1

1 0 0 1 1

1 0 1 0 1

0 0 0 0 1

0 0 0 1 0

0 0 1 0 0

0 1 0 0 0

1 0 0 0 0

0 0 0 0 0

0 0 0 0 0

0 0 0 0 0

Q7 = A2 A1 A0 Q6 = A2 A1 A0 Q5 = A2 A1 A0 Q4 = A2 A1 A0 Q3 = A2 A1 A0 Q2 = A2 A1 A0 Q1 = A2 A1 A0 Q0 = A2 A1 A0 DECODIFICADORQ 7

A 2

Q 6

Q 5 A 1 Q 4 A 0 Q 3

Q 2

Q 1

Q 0

3. Construir un demultiplexor de 2 entradas y 4 salidas. DEMULTIPLEXOR - DEMUX

B

S 3

S 2 A S 1

S 0

D

ENT B A 0 0 0 1 1 0 1 1

SALIDAS S3 S2 S1 0 0 0 0 0 D 0 D 0 D 0 0

S0 D 0 0 0

4. Disee un multiplexor con 4 canales de entrada, una salida de datos y dos lneas de control. MULTIPLEXOR MUX

D 3 D 1 D 2 D 0 S

B

A

ENT B A 0 0 0 1 1 0 1 1

SAL S D0 D1 D2 D3

EJERCICIOS PROPUESTOS REPRESENTACION DE DATOS 1. Realice las siguientes sumas, de l resultado en base 2, 10 y 16 a. ABCF16 + 101112 b. 1784910 + 15648 c. 120103 + 1110112 d. 10111,1012 + 1245BC,A16 e. 47258 + 472510 2. Representar los siguientes nmeros en base 2, 10 y 16 a. ACF,1216 b. 412,3025610 c. 1110101,01112 d. 101210,1203 e. 4567231,1248 3. Pasar los siguientes nmeros a cdigo BCD y a cdigo Gray a. 326410 b. 127810 c. 2459010 d. 325610 e. 125410 4. Representar en cdigo ASCII b. U. Nacional c. Admonsis d. La Nubia

EJERCIOS PROPUESTOS CODIFICADOR Y DECODIFICADOR 1. Construir un codificador que controlara un teclado de 5 teclas (0, 1, 2, 3, 4) 2. Construir un decodificador con tres entradas que maneja un display de 5 LEDs 3. Construir un circuito (teclas codificador decodificador display) que maneje 4 teclas y muestre los nmeros del 0 al 9 (en decimal), en el display. 4. Qu circuito combinacional debe tener el codificador y el decodificador que se muestran a continuacin para que el display muestre los nmeros del 0 al 9 en decimal? V1 5V +V

o c o d i f i c a dd oe rc U1 d i f i c a d o rI9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1

U3 74147

A3 A2 A1 A0

A3 A2 A1 A0

74LS47g f e d c b a

V+

DISP1abcdefg.

tes t RBI RB O

5. Disee un demultiplexor con tres entradas y ocho salidas. 6. Disee un multiplexor con 8 entradas, una salida de datos y tres lneas de control. 7. Realice la tabla de verdad para el siguiente arreglo lgico programable:

d e c o d i f i c a d o rA1 A0 E

U2A 4555 1/2

Q3 Q2 Q1 Q0

S 2

S 1

S 0

1A

8. Disee un arreglo lgico programable para la siguiente tabla:U1A F8 U1B

A 0 0 1 1 9. a. b. c. d.

B 0 1 0 1

S2 0 1A 1 0 1

S1 S0 1A 0 0 F1 0 F2 1 1 1mA 0 1 1

U3A 1A 1A F4 F6 1A F7 1A F3 F5

Se requiere quemar un DLP que contenga la siguiente informacin de salida: Para la direccin 00 muestre ASI en ASCII. Para la direccin 01 muestre LAN en ASCII Para la direccin 10 muestre RAM en ASCII Para la direccin 11 muestre PIO en ASCII

CAPITULO 3: CIRCUITOS SECUENCIALES EJERCICIOS RESUELTOS 1. Construir un flip-flop con compuertas AND.A S 1

B

S 0

2. realizar el diagrama de tiempo del flip-flop anterior, dndole usted los valores a A, debido a su independencia.

A B S 1 S 0

3. Realizar un registro bsico con compuertas NOR y en el diagrama de tiempo sealar el estado no vlidoB S 1

A

S 0

A 0 0 1 1

B S1 S0 0 No cambia No cambia 1 0 1 0 1 0 1 No vlido No vlido

A B S 1 S 0

4. Construir un flip-flop RS con su respectiva tabla.E H S ' = Q ' S = Q

R

E 1 0 1 0

R 1 1 0 0

S S Invlido Reestablece Establece No cambia

5. Realizar el diagrama de un detector de flancos de bajada.

C l k

C l k ' S

C l k C l k ' S

6. Disear una unidad bsica de memoria de 1bitD i r

D i f l i p R e E R f l o p D s

L / E

Di = Datos de entrada Ds = Dato de salida Dir = Direccin Re = Reloj L/E = Lectura / Escritura 7. Construir un banco de memoria de 1024 palabras, cada una de 32 bits.

B u s d e d i r e c c i n 1 0

d e c o d i f i c a d o r d e d c c i o n e s B u s d a t o s s a l i d a

1 0 2 4

B u s d a t o s e n t r a d a 3 2 R e M e m o r i a d e 3 2 0 2 4 1 p a l a b r a s d e 3 2 b i t s c a d a u n a

B u s c o n Lt /r Eo l ( t i e m p o )

8. hacer una memoria RAM de 1Gbyte, donde cada palabra es de 1 byte.

d e c o d i f i c a d o r d e d c c i o n e s B u s d e d i r e c c i n 3 0 B u s d a t o s e n t r a d a 8 R e 1 0 7 3 7 4 1 8 2 4 M E M O R I A B u s d a t o s s a l i d a

8

B u s c o n Lt /r Eo l ( t i e m p o )

9. Disear un circuito combinacional que haga un sumador total. a 0 0 0 0 1 b 0 0 1 1 0 c 0 1 0 1 0 C 0 0 0 1 0 S 0 1 1 0 1

1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 S=a+b+c C = ac + bc + aba

0 0 1

S b

c C

10. Construir el circuito digital de una transferencia de datos serie entre registros para 4 bits.

D i

f f D 1

f f D 2

f f D 3

f f D 4

f f D 1

f f D 2

f f D 3

f f D 4

R e

11. Disear el circuito digital de una transferencia de datos en paralelo entre registros para 4 bits.

D 3

D 2

D 1

D 0

f f D 3 R e

f f D 2

f f D 1

f f D 0

f f D 3

f f D 2

f f D 1

f f D 0

S 3

S 2

S 1

S 0

12. Hacer un registro contador descendente.

f f j k

f f j k

f f j k

f f j k

EJERCICIOS PROPUESTOS 1. Realizar un flip-flop con compuertas OR y realizar el diagrama de tiempo. 2. Realizar un registro bsico con compuertas NAND y en el diagrama de tiempo sealar el estado no vlido 3. Realizar el diagrama de un detector de flancos de subida. 4. Construir un banco de memoria de 4 palabras, cada una de 4 bits. 5. Construir un banco de memoria de 1.048.576 palabras, cada una de 1 byte. 6. Construir el circuito digital de un flip-flop tipo D, con su respectiva tabla (con H=0 y H=1). 7. Hacer un registro contador ascendente.

CAPITULO 4: MICROPROCESADORES EJERCICIOS RESUELTOS SP4B = Sumador en Paralelo de 4 Bits. 1. Disear un sumador en paralelo de 4 bits (SP4B). SUMADOR TOTAL:

a S b

c C

A y B = entradas c = CE = carry de entrada. S = salida C = CS = carry de salida.B

A

C S S U M A D O R T O T A L S

C E

SUMADOR EN PARALELO DE 4 BITS.

B 3 A 3

B 2 A 2

B 1 A 1

A 0

B 0

C S S U M A D O R T O T A L S U M A D O R T O T A L S U M A D O R T O T A L S U M A D O R T O T A L

C E

S 3

S 2

S 1

S 0

2. Disear un sumador BCD.

3. Construir un dispositivo que realice sumas y restas segn lo que venga en S/R (suma/resta).

M 3 P 3

M 2 P 2

M 1 P 1

M 0 P 0 0 / 1 S / R

S

P

4

B

S 3

S 2

S 1

S 0

4. Qu es un ALU? Se denomina Unidad Aritmtico-Lgica (UAL) o ALU (Arithmetic and logical unit) a la unidad incluida en la CPU encargada de realizar operaciones aritmticas y lgicas sobre operandos que provienen de la memoria principal y que pueden estar almacenados de forma temporal en algunos registros de la propia unidad. 5. Construir el ciscuito de un multiplicador en serie de 4 bits.

R

X

R

B

R

A

S

P

4

B

RX = Multiplicador RB = Multiplicando RA = Transferencia

SP4B = Sumador en Paralelo de 4 Bits. 6. Hacer el esquema interno de una CPU. Bus / Direc Buffer Unidire ccional

A L U

Re

Regis tro

Bus / Control

UC

Buffer Bidireccional

/Bus DatosUC = Unidad de Control Re = Registro de Estado o Registro Bandera Registro = Unidad de Almacenamiento 7. Disear un BUFFER bidireccional.

8. Construir un dispositivo electrnico digital ALU que realice operaciones lgicas AND y OR, cada una de 2 bits.

B 1 S 1 B 0 S 0

A 1

A 0

C

9. Construya un registro que guarde el resultado, el signo, la parida y el llevo.D a t o s 1 D a t o s 2 A L U

C 8 C o n t r o l f f D 3 f f D 2

P f f D 1

N

Z f f D 0

C = Llevo: 0 si llevo; 1 no llevo P = Paridad 1 paridad impar; 0 paridad par N = Signo 1 signo negativo; 0 signo positivo Z = Cero 1 si el resultado es 0; 0 si el resultado es 1 10. Cules son las principales funciones de un microprocesador?

Proporcionar las seales de control y temporizacin para todos los elementos de la microcomputadora. Extraer las instrucciones y los datos de la memoria. Transferir los datos a y desde la memoria y los dispositivos de entrada/salida. Decodificar las instrucciones. Ejecutar las operaciones aritmticas y lgicas invocadas por las instrucciones. Responder a las seales de control generadas en entrada/salida tales como REINICIO e INTERRUPCION. EJERCICIOS PROPUESTOS

1. Explicar la diferencia entre un microprocesador y una microcomputadora. 2. Cules son las 3 secciones ms importantes de un microprocesador. 3. Describa las funciones de los 3 canales que son parte de un sistema de microcomputadora comn. (Canal de direcciones, Canal de datos, Canal de control). 4. Qu es un canal unidireccional? 5. Cul canal incluye seales de reloj?

CAPITULO 5: DISPOSITIVOS DE ENTRADA/SALIDA

EJERCICIOS RESUELTOS 1. Qu es un dispositivo de entrada/salida? Es un mecanismo elctrico o electrnico que permiten una interaccin entra la computadora con el medio. 2. Cul es la velocidad de acceso a un disco duro de un teclado y del UPC? UPC = 109 bits/seg TECLADO (persona que digita) = 16 bits/seg 3. Cul es la velocidad de lectura y de escritura de un disco duro, si su velocidad de acceso es de 7.200 revoluciones/minuto? VELOCIDAD DE LECTURA = 100Mb/seg = 8*108 bytes/seg = 8*108 vaudios. VELOCIDAD DE ESCRITURA = 80Mb/seg 4. Hacer el esquema general de un microprocesador PIO. UPC P PIO 5. Qu es una memoria de lectura/escritura? Cualquier memoria de la que se puede leer informacin o bien escribir en ella con la misma facilidad. EJERCICIOS PROPUESTOS 1. Cules son las formas de modular en frecuencia, amplitud y fase? 2. Existen terminales comunes para dispositivos de entrada y salida? E/S

CAPITULO 6: COMPUTADOR (HARDWARE Y SOFTWARE)

EJERCICIOS RESUELTOS 1. Hacer el esquema general de los principales componentes internos de un computador. B U S D E D I R E C C I O NUC

ROM

B U S D E D A T O S

UP

RAM

E/S

2. Nombre las 5 unidades bsicas de una computadora y describa las principales funciones de cada una. a. Unidad Aritmtica Lgica: la ALU es el rea de la computadora en la cual se realizan operaciones aritmticas y lgicas con datos. b. Unidad de Memoria: La memoria almacena grupos de dgitos (palabras) binarios que pueden representar instrucciones (programa) que la computadora ejecutar y los datos que sern operados por el programa. c. Unidad de Entrada: Consta de todos los dispositivos que se usan para tomar informacin y datos que son externos a la computadora y colocarlos en la Unidad de Memoria o la ALU. d. Unidad de Salida: Consta de los dispositivos que se usan para transferir datos e informacin de la computadora al mundo exterior. e. Interfases: Los componentes que constituyen las unidades de entrada y salida se llaman perifricos, porque estn en el exterior del resto de la computadora. f. Unidad de Control: dirige la operacin de todas las otras unidades ofreciendo seales de temporizacin y control. g. Unidad Central de Proceso (CPU): Combinacin de la ALU y la unidad de control. Separa los cerebros de la computadora de otras unidades. EJERCICIOS PROPUESTOS

1. Cul es la diferencia entre un programa de bajo nivel y un programa en un lenguaje de alto nivel? 2. Explicar la diferencia entre RAM y ROM. 3. Cules son las funciones de la ROM?

CAPITULO 7: ARQUITECTURA

EJERCICIOS RESUELTOS 1. Cules son los elementos fundamentales de una arquitectura segn Flynn? Procesador Memoria (almacenamiento) Entrada/salida flujo de datos bits. Flujo de control.

2. Realizar el esquema general de la arquitectura SISD y definirlo (Simple Flujo de Instrucciones, Simple Flujo de Datos) SISD: Los sistemas de este tipo se caracterizan por tener un nico flujo de instrucciones sobre un nico flujo de datos, es decir, se ejecuta una instruccin detrs de otra. Este es el concepto de arquitectura serie de Von Neumann donde, en cualquier momento, slo se ejecuta una nica instruccin.

U P

D a t o s M E M O R I A I n s t r u c c i o n

D a t o s

3. Realizar el esquema general de la arquitectura SIMD y definirlo (Simple Flujo de Instrucciones, Mltiple Flujo de Datos) SIMD: Estos sistemas tienen un nico flujo de instrucciones que operan sobre mltiples flujos de datos. Ejemplos de estos sistemas los tenemos en las mquinas vectoriales con hardware escalar y vectoria El procesamiento es sncrono, la ejecucin de las instrucciones sigue siendo secuencial como en el caso anterior, todos los elementos realizan una misma instruccin pero sobre una gran cantidad de datos. Por este motivo existir concurrencia de operacin, es decir, esta clasificacin es el origen de la mquina paralela El funcionamiento de este tipo de sistemas es el siguiente. La Unidad de Control manda una misma instruccin a todas las unidades de proceso (ALUs). Las unidades de proceso operan sobre datos diferentes pero con la misma instruccin recibida. Existen dos alternativas distintas que aparecen despus de realizarse esta clasificacin: Arquitectura Vectorial con segmentacin:

Una CPU nica particionada en unidades funcionales independientes trabajando sobre flujos de datos concretos Arquitectura Matricial (matriz de procesadores): Varias ALUs idnticas a las que el procesador de instrucciones asigna una nica instruccin pero trabajando sobre diferentes partes del programa

U P

D a t o s 1 M e m 1 D a t o s 2 M e m 2 D a t o s 3 M e m 3 I n s t r u c c i M e m 4 o n

4. Realizar el esquema general de la arquitectura MISD y definirlo (Mltiple Flujo de Instrucciones, Simple Flujo de Datos) MISD (Multiple Instruction stream, Single Data stream) Sistemas con mltiples instrucciones que operan sobre un nico flujo de datos. Este tipo de sistemas no ha tenido implementacin hasta hace poco tiempo. Los sistemas MISD se contemplan de dos maneras distintas: Varias instrucciones operando simultneamente sobre un nico dato. Varias instrucciones operando sobre un dato que se va convirtiendo en un resultado que ser la entrada para la siguiente etapa. Se trabaja de forma segmentada, todas las unidades de proceso pueden trabajar de forma concurrente. Ejemplos de estos tipos de sistemas son los arrays sistlicos o arrays de procesadores. Tambin podemos encontrar aplicaciones de redes neuronales en mquinas masivamente paralelas.

D a t o s I n s t r u c c Mi Eo Mn O R I A I n s t r u c c i o n I n s t r u c c i o n

5. Realizar el esquema general de la arquitectura MIMD y definirlo (Mltiple Flujo de Instrucciones, Mltiple Flujo de Datos) MIMD:

Sistemas con un flujo de mltiples instrucciones que operan sobre mltiples datos. Estos sistemas empezaron a utilizarse a principios de los 80. Son sistemas con memoria compartida que permiten ejecutar varios procesos simultneamente (sistema multiprocesador). Cuando las unidades de proceso reciben datos de una memoria no compartida estos sistemas reciben el nombre de MULTIPLE SISD (MSISD). En arquitecturas con varias unidades de control (MISD Y MIMD), existe otro nivel superior con una unidad de control que se encarga de controlar todas las unidades de control del sistema. Ejemplo de estos sistemas son las mquinas paralelas actuales.D a t o s 1 I n s t r u c c i Mo en m1 1 D a t o s 2 I n s t r u c c i Mo en m2 2 D a t o s 3 I n s t r u c c i Mo e n m 3 3 D a t o s 4 I n s t r u c c i Mo en m4 4 D a t o s 5 M e m 5 I n s t r u c c i o n 5

U P 1 U P 2 U P 3 U P 4 U P 5

6. Definir otras arquitecturas segn Flynn. CATEGORAS DE ORDENADORES PARALELOS Clasificacin moderna que hace alusin nica y exclusivamente a los sistemas que tienen ms de un procesador (i.e mquinas paralelas). Existen dos tipos de sistemas teniendo en cuenta su acoplamiento. Los sistemas fuertemente acoplados son aquellos en los que los procesadores dependen unos de otros. Los sistemas dbilmente acoplados son aquellos en los que existe poca interaccin entre los diferentes procesadores que forman el sistema. Atendiendo a esta y a otras caractersticas, la clasificacin moderna divide a los sistemas en dos tipos: Sistemas multiprocesador (fuertemente acoplados) y sistemas multicomputador (dbilmente acoplados).

MULTIPROCESADORES Un multiprocesador puede verse como un computador paralelo compuesto por varios procesadores interconectados que comparten un mismo sistema de memoria. Los sistemas multiprocesadores son arquitecturas MIMD con memoria compartida. Tienen un nico espacio de direcciones para todos los procesadores y los mecanismos de comunicacin se basan en el paso de mensajes desde el punto de vista del programador. Dado que los multiprocesadores comparten diferentes mdulos de memoria, pudiendo acceder a un mismo mdulo varios procesadores, a los multiprocesadores tambin se les llama sistemas de memoria compartida. MULTICOMPUTADORES Los sistemas multicomputadores se pueden ver como un computador paralelo en el cual cada procesador tiene su propia memoria local. En estos sistemas la memoria se encuentra distribuida y no compartida como en los sistemas multiprocesador. Los computadores se comunican a travs de paso de mensajes, ya que stos slo tienen acceso directo a su memoria local y no al las memorias del resto de procesadores. La transferencia de los datos se realiza a travs de la red de interconexin que conecta un subconjunto de procesadores con otro subconjunto. La transferencia de unos procesadores a otros se realiza por tanto por mltiples transferencias entre procesadores conectados dependiendo del establecimiento de dicha red. Dado que la memoria est distribuida entre los diferentes elementos de proceso, estos sistemas reciben el nombre de distribuidos. Por otra parte, estos sistemas son dbilmente acoplados, ya que los mdulos funcionan de forma casi independiente unos de otros.

EJERCICIOS DE ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

CAPITULO I: Fundamentos de electricidad 1. Por un conductor de acero de 2 mm de dimetro circula una corriente de 2mA durante 1 minuto. Calcular la carga elctrica que pasa a travs del conductor. Solucin: Mediante la expresin, i = q/t, tenemos que: q = i * t = 0.002 A * 60 s = 0.12 c La carga que fluye en 1 minuto es de 0.12 columbios. 2. De la siguiente resistencia calcular: a) La resistencia total. b) La corriente que circula por cada una de ellas si el voltaje al que est sometida es de 6 V.

Solucin: a) Rt = R1 + R2 + R3 Rt = 2 + 8 + 3 Rt = 13 b) Como la resistencia equivalente es 13 y la diferencia de potencial es 6 V, a partir de V = i *R tenemos que: 6 V = i * 13 Por tanto i = 6 V / 13 = 0.46 A 3. Para la combinacin de resistencias de la figura en la que R1 = 2, R2 = 6, R3 =3, Calcular: a) La resistencia total. b) La corriente que circula si el voltaje al que est sometida es de 6 V. c) La corriente en cada resistencia.

Solucin:

a) Mediante la expresin 1 / Rt = 1 / R1 + 1 / R2 + 1/ R3 obtenemos, 1 / Rt = 1 / 2 + 1 / 6 + 1 / 3 Las tres resistencias en paralelo se pueden reemplazar por una sola cuyo valor es 1. b) Como la resistencia equivalente es 1 y la diferencia de potencial es 6 V, a partir de V = i * R; tenemos: 6 V = i * 1 Por tanto i = 6 V /1 = 6A. La corriente que circula por la combinacin de resistencias es 6A. c) Para determinar el valor de la corriente en cada resistencia, tenemos que i1 = V / R1, i2 = V / R2, i3 = V / R3 Por tanto i1 = 3 A, i2 = 1 A, i3 = 2 A Observe que la suma de las corrientes que circulan por las resistencias es igual a la corriente que circula por la combinacin. 4. El circuito opera con una pila de 6 V. Determinar el valor de la resistencia R que se debe colocar en el circuito para que el voltaje en el diodo sea 0.6 V y circule a travs de l una corriente de 5mA.

Solucin: Si despreciamos la resistencia interna de la pila, la diferencia de potencial entre el punto A y B es de 6 V. Por tanto, si el voltaje del diodo es 0.6 V, el voltaje en la resistencia debe ser 5.4 V. La corriente que circula a travs de la resistencia es 5mA puesto que es igual a la que circula por el diodo. V=i*R Tenemos: R = V/ i = 5.4 V /5*10-3 A = 1.080 5. En el circuito, R = 100 es la resistencia interna de la fuente cuya fuerza electromotriz es de 6 V. Determinar: a) La diferencia de potencial en cada una de las resistencias y la corriente que circula por cada una de ellas.

b) La potencia suministrada por la fuente.

Solucin: a) La resistencia equivalente en los puntos A y C. 1 / Req = 1 / R1 +1 / R2 1 / Req = 1 / 3000 + 1/ 6000 Req = 2000 La resistencia equivalente total del circuito es: Req = 100 + 2000 + 900 = 3000 La corriente que circula por el circuito es: i = 6V / 3000 = 2*10-3A Debido a la resistencia interna de la fuente, hay una cada de potencial, Vr, igual a: Vr = i * r = 2 * 10-3 * 100 = 0.2 V Por la resistencia de 900 circula una corriente de 2 * 10-3 A; por tanto, su diferencia de potencial, V3 es: V3 = i * R3 = 2 * 10-3 A * 900 = 1.8 V Como la diferencia de potencial entre los puntos A y B es de 5.8 V, la diferencia de potencial entre los puntos A y C es de 4V. Es decir, en cada una de las resistencias, R1 y R2, es de 4 V. Entonces, la corriente que circula por cada una de ellas est dada por: i1 = 4V / 3000 = 1.33 * 10-3 A y i2 = 4 V / 6000 = 0.67 * 10-3 A La corriente elctrica que circula por las resistencias R1 y R2 es 1.33 * 10-3 A y 0.67*10-3 A, respectivamente. b) La potencia suministrada por la fuente es: Pfuente = 6V * 2 * 10-3 A = 0.012 W

6. Calcular la resistencia equivalente entre los puntos a y b en el circuito.

Solucin: Pasa a paso efectuaremos los clculos para las resistencias. a) Las resistencias estn en paralelo entre a y c. 1 / R = 1/2+1/6+1/3 = 6/6 R = 1 b) Resistencia equivalente entre d y b. Las dos resistencias estn en paralelo.

1 / R = 1/24 + 1/12 = 3/24 R = 24 /3= 8 c) Resistencia equivalente del trayecto acb. Las dos resistencias estn en serie. R = 1 + 5 = 6

d) Resistencia equivalente del trayecto adb. Las dos resistencias estn en serie. R = 4 + 8 = 12 e) Resistencia equivalente entre a y b. Las dos resistencias estn en paralelo. 1 / R = 1/6 +1/12 = 3/12 R = 12/3 = 4

7. En el problema anterior se aplica una diferencia de potencial de 60 voltios entre los puntos a y b. Cul es la intensidad en la resistencia de 5? Aplicando la ley de Ohm, para la resistencia de 6, se deduce que: Vab = 60 = 6 * i i = 60/6 = 10A Esta intensidad es tambin la que pasa por la resistencia de 5. Cual es la intensidad en la resistencia de 2 del problema? Primero calculamos Vac Vac = 10 * 1 = 10V La intensidad en la resistencia de 2 es: i = 10 / 2 = 5A 8. Cul es la resistencia entre a y b del circuito?

Las resistencias de 3 y 6 estn en paralelo; la resistencia total es: 1/R = 1/3 + 1/6 = 1/2 R = 2

Las resistencias 4 y 2 estn en serie; la resistencia total es: R=4+2=6

Las resistencias de 6 y 12 estn en paralelo; la resistencia total es: 1/R = 1/6 +1/12 = 1/4 R = 4

La resistencia total entre a y b es 4. 9. Si la resistencia anterior presenta un voltaje de 24V Cul es la corriente que pasa por a? i = 24/4 = 6 A CAPITULO II: Representacin de Datos, sistemas numricos, compuertas lgicas y lgebra booleana. 10. Convertir el 33214 : a) Decimal b) Binario. Solucin: a) Para pasar el 3321 de base 4 a decimal.

Como la base del nmero es el 4, se multiplica cada dgito del nmero por la base, en este caso 4 elevado a la cantidad dgitos que el nmero tenga comenzando desde cero (0). 43 *3+42*3+41*2+40*1 = 192+48+8+1= 24910

b) Para hallar el nmero binario de 33214 agrupamos en segmento de dos bits as:

11. Encontrar el equivalente de 232014 a) Decimal. b) Binario. Solucin: a)

44*2+43*3+42*2+41*0+40*1 = 512+192+32+0+1= 73710 b)

Equivalente en binario. 12. Encontrar el equivalente de 112304 a) Decimal. b) Binario. Solucin a)

265+64+32+12+0= 36410 b) Equivalente en binario 13. Encontrar el equivalente de 57438 c) Decimal. d) Binario

Solucin a) Lleva el mismo procedimiento que el de base cuatro lo nico que cambia es su subndice, es decir, la base en este caso se reemplaza por 8.

2560+448+32+3= 304310 b) De igual manera que se hace en la base cuatro pero tomando segmentos de 3 bits.

a)

14. Hallar el equivalente en decimal y binario de 43218. Decimal:

2048+192+16+1= 225710 b) Binario:

Equivalente en binario 15. Hallar el equivalente de la expresin FEC716 a) En decimal. b) En binario. Solucin: a) De igual manera como se realizaron los ejercicios en base cuatro y en base ocho, se reemplaza en este caso la base por 16.

61440+3584+192+7= 6522310 b) Lo mismo se hace para hallar el equivalente en binario pero ahora se toman segmentos de cuatro bits.

16. Encontrar el equivalente decimal y binario de: ABCD16

40960+2816+192+13= 4398110

17. Hallar la suma y de los resultados en sistema decimal y binario de: 5248 + 6458

320+16+4= 34010

101 010 100 Binario

384+32+5= 42110 Ahora; 340 + 421 761 0101 010 100 0101 010 100 0111 111 001

110 100 101 Binario

+ =

18. Encontrar la suma de: DEAC16 + BEBF12

53248+3584+160+12= 5700410

1101 1110 1010 1100 Binario

19008+2016+132+15=

1011 1110 1011 1111

2117110 57004 + 21171 78175 + 001101 1110 1010 1100 001011 1110 1011 1111 011001 1101 0110 1011

Binario

19. Convertir a BCD el nmero decimal 7245. Se comienza por el trmino que est ms a la derecha y se representa cada uno en el correspondiente binario tomando segmentos de 4 bits, As:

20. Convertir a BCD el nmero decimal 5341

21. Pasar al cdigo BCD el 623210

22. Determinar el valor decimal del nmero binario con signo expresando en complemento a 2: 110001012 En primer lugar debemos observar que se debe realizar por medio del complemento a 2 debido a que el primer bit es 1 lo que significa que el nmero decimal ser negativo. Se invierten cambiando los 1 por 0 y los 0 por 1 y luego le sumaremos 1 a toda la expresin. 110001012 00111010 + 1 001110102

= -58 en decimal

23. Determinar el valor decimal del binario 11001100. 11001100 00110011 + 1 001101002 = -52 en decimal 24. Desarrollar la suma de los nmeros con signo. Llamemos A el anterior y B = 00111001, entonces; A + B = A = 11001100 = -5210 (Anterior ejercicio) B = 00111001 = 5710 ejercicio

-5210 + 5710 = 510 +

110011002 001110012 000001012

= 510

25. Hallar la representacin decimal de la siguiente expresin DAEF,C716. Para desarrollar los ejercicios de representacin decimal basta con elevar de manera negativa la parte decimal, es decir, despus de la coma, iniciando desde -1 dependiendo de la base en la que tengamos la expresin.

53248+2560+224+15+0,75+0,02734 = 26. Hallar la representacin decimal de 4752,628

2048+448+40+2+0,75+0.03125 = 2538.7812510 27. Cul es la representacin ASCII binario de la palabra ARQUITECTURA? Para representar en ASCII tenemos en cuenta que cada carcter tiene 8 bits y tomamos el correspondiente nmero en decimal que se encuentra en dicha tabla. Carcter Decimal Binario A 65 01000001 R 82 01010010 Q 81 01010001 U 85 01010101 I 73 01001001 T 84 01010100 E 69 01000101 C 67 01000011 T 84 01010100 U 85 01010101 R 82 01010010 A 65 01000001 ARQUITECTURA = 010000010101001001010001010101010100100101010100 010001010100001101010100 010101010101001001000001 28. Cul es la representacin en ASCII binario de la palabra binario?

b = 98 i = 105 n = 110 a = 97 r = 114 i = 105 o = 111

01100010 01101001 01101110 01100001 01110010 01101001 01101111

binario = 01100010011010010110111001100001011100100110100101101111 29. Representar mediante compuertas lgicas: F = AB + ACB + CB

30. Representar mediante compuertas lgicas: Z = ABC + ABC + ABC

A B C

Z

31. Representar mediante compuertas lgicas: F = XY + XYZ 32. Representar medio compuertas: AB + ABC por de X =

33. Representar por medio de compuertas lgicas: F = A + BC + ZAC

34. Simplificar la siguiente ecuacin booleana. T = X +Y +X T = (X +X) + Y T=1+Y T=1 35. Simplifique : ABC + ABC + ABC + ABC (ABC + ABC) + (ABC + ABC) AB(C + C) + AB(C + C) AB + AB B (A + A) B 36. Simplificar la siguiente ecuacin booleana. B +ABCD + ABCD + ABCD + ABCD B (ACD + ACD + ACD + ACD) AB (CD + CD) + ACD + ACD ABC (D + D) + ACD + ACD ABC + AD(C + C) ABCD 37. Simplificar la siguiente ecuacin booleana. ABC + ABC + ABC + ABC

(ABC + ABC) + (ABC + ABC) AC (B + B) + AC (B + B) AC + AC C (A + A) C 38. Simplificar mediante un mapa de Karnaugh la siguiente expresin. F = abc + abc + abc

F = ac + abc 39. Encontrar el mapa de Karnaugh de la siguiente expresin. A = xyz + wxyz + wz

A = wz + xyw + xyz 40. Simplificar mediante un mapa de Karnaugh la siguiente expresin. F = xyz + xyz + xyz + xyz

F = yz + xy +xyz 41. Simplificar mediante un mapa de Karnaugh la siguiente expresin. Z = abc + abc + abad

Z = abc + abc CAPITULO III:

Circuitos integrados (MSI) (Codificadores, decodificadores, demultiplexores, arreglos lgicos programables).

multiplexores,

42. Construir un decodificador de 3 entradas y 8 salidas. Para cada entrada hay 7 salidas en bajo (0) y solo una salida en alto (1)Tabla de verdad A B C S7 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1

S6 0 0 0 0 0 0 1 0

S5 0 0 0 0 0 1 0 0

S4 0 0 0 0 1 0 0 0

S3 0 0 0 1 0 0 0 0

S2 0 0 1 0 0 0 0 0

S1 0 1 0 0 0 0 0 0

S0 1 0 0 0 0 0 0 0

Por tanto: S0 = ABC S1 = ABC S2 = ABC S3 = ABC S4 = ABC S5 = ABC S6 = ABC S7 = ABC

43. Constru ir un

decodificador de 4 entradas y 16 salidas. Para cada enterada hay 15 salidas en bajo y solo 1 en alto.

Tabla de verdad A B C D S15

S14

S13

S12

S11

S10

S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0

0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

S0 = ABCD S1 = ABCD S2 = ABCD S3 = ABCD S4 = ABCD S5 = ABCD S6 = ABCD S7 = ABCD

S8 = ABCD S9 = ABCD S10 =ABCD S11 = ABCD S12 = ABCD S13 = ABCD S14 = ABCD S15 = ABCD

44. Construir un codificador de 4 entradas y 2 salidas. X1 = ABCD + ABCD Tabla de verdad A B C D X1 X2 X2 = ABCD + ABCD0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1

45. Construir un demultiplexor de 3 entradas.

46. Construir un multiplexor de 8 entradasA 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 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

47. Construir el diagrama de un ALP teniendo en cuenta la siguiente tabla. S3 = AB + AB A B S3 S2 S1 S0 S2 = AB + AB 0 0 0 0 0 1 S1 = AB 0 1 1 0 0 1 S0 = AB + AB + AB 1 0 1 1 1 01 1 0 1 0 1

48. Construir un ALP con los siguientes datos. Dos palabras de un byte cada una que guarden la siguiente informacin en binario: 44 y 86.

CAPITULO IV: Memoria (Flip-Flops) 49. Construir un flip flop bsico con compuertas NAND.

50. Construir un diagrama de tiempo de un flip flop bsico con compuertas NAND.

A 0 1 0 1

B 1 0 0 1

S1 S0 0 1 1 0 InvalidoNo cambia

51. Construir un flip flop SR con su tabla.

E 1 0 1 0

R 1 1 0 0

S1 S0 Invalido Restablece EstableceNo cambia

52. Construir el diagrama de tiempo de un flip flop SR con entrada de control (reloj), teniendo en cuenta que el reloj estar en 1, en caso de estar en cero no se produce cambio.

53. Construir un flip flop JK

J 0 1 0 1

K 0 0 1 1

Q Q Mantiene 1 0 Establecer 0 1 RestablecerInvierte

54. Construir una memoria de 32 palabras con 8 bits por cada una.

55. Construir una memoria Ram de 1G.

56. Construir una memoria Ram de 1M.

57. Mostrar como funciona la transmisin de datos en serie entre registros de 4 bits.

58. Crear un registro contador descendente.Q3 1 1 1 1 1 1 1 1 Q2 1 1 1 1 0 0 0 0 Q1 1 1 0 0 1 1 0 0 Q0 1 0 1 0 1 0 1 0 Dec. 7 6 5 4 3 2 1 0

Re

QO Q1 Q2 Q3

59. Crear un registro contador ascendente.Q3 0 0 0 0 0 0 0 0 Q2 0 0 0 0 1 1 1 1 Q1 0 0 1 1 0 0 1 1 Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 Dec. 0 1 2 3 4 5 6 7

Re

QO Q1 Q2 Q3

60. Encuentre el resultado de la operacin 710 + 410 con un sumador BCD

61. Encuentre el resultado de la operacin con un sumador BCD.

62. Encuentre el resultado de la operacin con un sumador BCD.

63. Sumar: 2410 +1610 4010

64. Restar: 810 -310 510

65. Realizar la operacin correspondiente.

Se puede observar que el llevo de entrada lleva el nmero 1, por tanto la operacin es una resta. 610 -310 310 66. Realizar la operacin que corresponde.

El llevo de entrada es 0, por tanto la operacin es una suma. 410 +510 910 67. Realizar la siguiente multiplicacin: 5810 *3610

58 *36 348 174 2088

111010 100100 000000 000000 111010 000000 000000 111010_____ 10000101000

68. Realizar la multiplicacin de la siguiente cifra.

56 *24 224 112 1344

111000 011000 000000 000000 000000 111000 111000 000000______ 10101000000

CAPITULO V El microprocesador, arquitecturas de computadores. 69. Se requiere construir un ALU que haga operaciones lgicas and y or cada una de 2 bits.

X B1A1 = S1 B0A0 = S0

Y B1 + A 1 = S 1 B0 + A 0 = S 0

70. Se requiere construir un dispositivo electrnico digital (ALU) que realice las siguientes operaciones: AND, OR, EXOR, (Suma sin llevo) EXNOR, de dos nmeros binarios.

71. Muestre como es la arquitectura instrucciones, simple flujo de datos).

SISD

(Simple

flujo

de

Muestre la arquitectura SIMD.

CAPITULO VI Dispositivos de entrada y salida Por qu las actividades de entrada y salida son asincrnicas. Son asincrnicas porque no estn sincronizadas con el reloj de la CPU como s lo estn las transferencias de memoria. Qu es un bus. Un bus es un camino comn que conecta una cantidad de dispositivos. Un ejemplo de bus se puede encontrar en la placa madre, la placa principal de circuito impreso que contiene la unidad de proceso. Que contiene una placa madre. Una placa madre tpica incluye circuitos integrados tales como el que contiene al procesador y los circuitos de memoria principal, trazas (conexiones) que interconectan los circuitos integrados, y una cantidad de buses para satisfacer las necesidades de comunicacin de circuitos integrados o dispositivos que requieran comunicarse unos con otros. Explique la estructura de un bus La estructura de un bus no solo contiene elementos fsicos, como cables y conectores, sino que incluye adems un protocolo. Los cables pueden estar divididos en grupos separados de lneas de direccin, control, datos y alimentacin. Un bus unificado puede incluir lneas de tierra, y lneas de tensiones positivas y negativas respectivamente. Los dispositivos comparten un conjunto comn de cable a travs del cual solo un dispositivo puede enviar informacin en un momento dado. Todos los dispositivos escuchan a la vez, pero normalmente solo uno de ellos recibe. Nada ms que uno de los dispositivos puede ser maestro de bus, en tanto que

los dispositivos restantes se consideran esclavos. El maestro tiene el control del bus y puede ser tanto transmisor como receptor. Cuales son las desventajas del bus. Entre las desventajas del uso de un bus se cuenta la lentitud introducida por la configuracin maestro esclavo el tiempo que se requiere para implementar un protocolo y la dificultad de escalar el diseo hacia tamaos mayores debido a restricciones de temporizaciones y corrientes. Cmo se dividen los buses. Explique uno de ellas. Los buses de un sistema pueden dividirse en dos tipos: sincrnicos y asincrnicos. Para el caso de un bus sincrnico, uno de los dispositivos conectados al mismo contiene un oscilador (seal de reloj) para sincronizar las operaciones sobre el mismo. Esta seal de reloj se deriva generalmente desde la seal maestra del reloj del sistema. Cuales son los dos esquemas bsicos del arbitraje del bus. Los dos esquemas bsicos son centralizado y descentralizado Explique como funciona el sistema centralizado. Un dispositivo que necesita utilizar el bus y convertirse en maestro activa su lnea de pedido de uso del bus, y luego verifica si el bus est ocupado. Si corrobora que ningn otro dispositivo est utilizando el bus, el solicitante le enva un cero al dispositivo que le sigue en la cadena en sentido creciente, activa la lnea de ocupado y deshabilita su lnea de pedido. Cuando un dispositivo recibe una seal de concesin y no ha requerido el uso del bus, simplemente propaga la lnea de concesin hacia el prximo dispositivo. Cuales son los mtodos de comunicacin de entrada-salida. Entrada-salida programada o entrada salida por encuesta. Entrada-salida por interrupciones. Acceso directo a memoria. Explique la entrada-salida programada. En esta tcnica la CPU interroga a cada dispositivo para ver si requiere servicio. La CPU verifica primero el estado del disco por medio de la lectura de un registro especial al que puede acceder en el espacio de memoria o por medio de una instruccin especial de entrada-salida, si esta fuera la solucin adoptada por la arquitectura del procesador para la implementacin del manejo de entrada-salida. Si el disco no estuviese listo para ser ledo o escrito, el proceso queda en un lazo cerrado verificando el estado en forma continua hasta tanto el disco est listo. Cuando el disco finalmente se encuentre disponible, se producir la transferencia de datos entre el disco y la CPU. Cuales son las desventajas de la entrada-salida programada.

La CPU pierde tiempo al interrogar a los dispositivos. Adems los dispositivos de alta prioridad no se verifican hasta tanto la CPU no completa la tarea de entrada-salida en curso, la que puede ser de baja prioridad. En qu consiste la entrada-salida por interrupciones La CPU no accede a un dispositivo hasta que el mismo no requiera atencin por lo que no existen las esperas por dispositivo ocupado, como en el caso anterior. En este tipo de administracin, el dispositivo requiere atencin a travs de una lnea especial de pedido de interrupcin que accede directamente a la CPU. sta emite un pedido al disco para proceder a una lectura o escritura e inmediatamente retoma la ejecucin de algn otro proceso. En algn momento posterior, cuando el disco se encuentra disponible, interrumpe a la CPU, la que invoca a la rutina de atencin de interrupciones correspondiente a la atencin del disco, tras lo cual vuelve a su funcionamiento normal cuando la rutina de atencin de interrupciones completa su tarea. Explique el acceso directo a memoria (DMA). Un dispositivo con acceso directo a memoria puede transferir datos directamente hacia y desde la memoria en lugar de requerir el uso de la CPU como elemento intermediario, con lo que permite liberar parte de la congestin sobre el bus del sistema. El DMA toma a su cargo la tarea de la CPU durante la transferencia. A qu se le llama persistencia indefinida Se le llama as a los medios magnticos, como cintas y los discos magnticos que retiene la informacin aun despus de habrseles quitado la alimentacin elctrica. Qu es y como funciona el disco magntico. Un disco magntico es un dispositivo para almacenamiento de informacin con una gran densidad de almacenamiento y un tiempo de acceso relativamente corto. Un disco magntico de cabeza mvil est compuesto por una pila de uno o ms platos separados por algunos milmetros uno del otro y conectados a un eje, cada uno de los platos tiene dos superficies de aluminio o vidrio cubiertas de pequeas partculas de material magntico, como xido de hierro, las que provocan el color marrn de los distintos tipos de medios magnticos. Cada cara tiene asignada una cabeza nica. La cara superior del plato superior, y la cara inferior del plato inferior normalmente se dejan sin utilizar en discos de mltiples platos debido a que son ms sensibles a la contaminacin que las caras internas. Las cabezas se fijan a un brazo o peine comn, que se mueve en sentido radial, hacia adentro y hacia fuera, para alcanzar distintas porciones de las superficies. Qu se detecta durante la lectura de un disco. Durante la lectura de un disco solo se detectan las transiciones entre reas magnetizadas, por lo que las series de ceros o de unos pueden no detectarse correctamente, a menos que se incorpore un mtodo de codificacin que

incluya informacin temporal dentro de los datos de modo de permitir identificar las separaciones entre los sucesivos bits. Qu mtodos se utilizan para la codificacin de informacin Los mtodos para la codificacin son: Formato Manchester, modulacin en frecuencia modificada. En codificacin Manchester hay una transicin entre los niveles alto y bajo en cada bit, por lo que se obtiene una transicin por cada tiempo de bit. Qu contiene una cara de un disco Una cara contiene varios cientos de pistas concntricas, las que a su vez estn compuestas por sectores, cuyo tamao tpico es e 512 bytes, almacenados en serie. Los sectores se encuentran separados por espacios intersectoriales, en tanto que las pistas se encuentran separadas por un espacio entre pistas, los que simplifican el posicionamiento de la cabeza. El conjunto de pistas congruentes en todas las superficies forman un cilindro. Qu es una zona Una zona es el conjunto de pistas que tienen el mismo nmero de sectores por pista. Las zonas cercanas al centro del plato, en las que los bits estn muy prximos unos a otros, tienen menor cantidad de sectores, en tanto que en las pistas externas, de menor densidad de bits, se pueden tener ms sectores por pistas. Cul es la capacidad de los discos. Cuando la estructura de un disco est constituida por una nica zona, su capacidad de almacenamiento C puede calcularse a partir de la cantidad N de bytes por sector, de la cantidad S de sectores por pista, del nmero T de pistas por superficie y de la cantidad P de superficies que almacena informacin; lo que da: C=NxSxTxP Por qu factores est controlada la mxima velocidad de transferencia de informacin. Tiempo de bsqueda: Tiempo necesario para mover la cabeza hasta la pista deseada. Latencia de rotacin: Tiempo necesario hasta encontrar el sector deseado bajo las cabezas de lectura-escritura. Tiempo de transferencia: Tiempo necesario para transferir el sector desde el disco, una vez que el mismo se ha posicionado bajo las cabezas. Qu son los discos flexibles Los discos flexibles, conocidos como discos floppy o disquetes, estn constituidos por una superficie de plstico flexible cubierta por un material magntico como el xido de hierro. El tiempo de acceso es mayor que el de un disco rgido debido a que los discos flexibles no pueden girar a tanta velocidad

como los rgidos. La velocidad de rotacin de un disco flexible es de solo 300 RPM, sus capacidades varan pero pueden llegar hasta 1,44 MB. Qu es un archivo Un archivo es una coleccin de sectores vinculados para formar una nica entidad lgica, un archivo almacenado en un disco puede estar organizado de distintas formas, el mtodo ms eficiente es almacenarlo en sectores consecutivos de modo que el tiempo de bsqueda y la latencia se minimicen. Qu significa fragmentados Significa que los sectores que conforman el archivo se encuentran desparramados sobre las superficies del disco. Como se define al bloque maestro de control Se define como bloque maestro de control a un sector reservado de un disco, en el que se lleva el control de la configuracin de todo el resto del disco. Este bloque maestro ocupa generalmente la misma ubicacin dentro de cualquier disco correspondiente a un determinado tipo de computador. Qu es una cinta magntica La cinta magntica constituye un medio econmico de almacenamiento de grandes cantidades de informacin, pero el acceso a cualquier sector en particular es lento debido a que se necesita que todas las secciones anteriores de la cinta pasen por debajo de la cabeza antes de encontrar la informacin requerida. Como se realiza el almacenamiento de informacin en una cinta. Se realiza en un formato bidimensional. Los bits se almacenan en palabras ubicadas en forma transversal a la cinta. Las que en el sentido longitudinal de la cinta constituyen registros. Un archivo est constituido por un conjunto de registros, el registro es la menor posicin de informacin que puede transferirse desde o hacia la cinta. Una cinta magntica es el elemento adecuado para el almacenamiento de grandes cantidades de datos, como copias de resguardo de discos o imgenes. Explique el disco compacto El disco compacto apareci en 1983 como soporte para la reproduccin de msica, estos discos tiene capacidad de almacenar 74 minutos de audio, lo que determina un capacidad del orden de 700MB; la tecnologa de los discos compactos ha mejorado en lo que respecta a precios, densidades y confiabilidad, han llevado a estos dispositivos a ser considerados una alternativa para la distribucin de programas, reemplazando los discos flexibles. Por qu estn constituidos los CD-ROM Los CD-ROM estn constituidos por un material plstico cubierto por aluminio, el que refleja en forma diferente la luz proveniente de planos y huecos.

Como se estructura la informacin en discos compactos La informacin se encuentra en forma espirada, en esta espiral los huecos se ubican con el mismo espaciado desde un extremo del disco al otro. Qu son los discos digitales verstiles (DVD) Es una versin ms moderna del almacenamiento en discos pticos, creados para audio, video y almacenamiento de informacin, su capacidad de almacenamiento puede llegar a los 4,7 GB sobre una nica cara y de 17 GB sobre ambas caras. Cuales son los dispositivos de entrada ms utilizados. Los dispositivos de entrada ms utilizados son: el teclado, el ratn, tabletas digitalizadotas, lpices pticos, palancas de control. Como funciona el teclado El teclado se utiliza para el ingreso manual de informacin, cuando se digita un carcter, se genera un patrn binario que se transmite a la computadora destino. La mayor parte de los teclados se expanden a partir de la norma bsica ECMA-23 utilizando teclas modificadoras adicionales. Qu es una tableta digitalizadota. Una tableta digitalizadota es un dispositivo de entrada consistente en una superficie plana asociada con un puntero, La tableta tiene incorporada una malla de cables que detectan la corriente inducida que se genera por causa del movimiento del puntero sobre la tableta, La misma transmite coordenadas X-Y (horizontal-vertical) y el estado de los botones del dispositivo; las tabletas digitalizadotas se emplean frecuentemente para el ingreso de informacin desde mapas, fotografas, cartas o grficos. Qu es un ratn Un ratn es un dispositivo de entrada manual que contiene una esfera de goma en la parte inferior y un conjunto de botones en la parte superior, a medida que se lo desplaza, la esfera ejecuta un movimiento de rotacin proporcional al desplazamiento realizado. Los codificadores incluidos en el dispositivo detectan el sentido del movimiento y la distancia recorrida, las que se transmiten al procesador junto con el estado de los botones. Qu es un TrackBall Un TrackBall puede verse como un ratn invertido. En este caso el dispositivo en s permanece estacionario mientras que la esfera se hace rotar en forma manual. Como funciona un ratn ptico La esfera se reemplaza por un diodo emisor de luz y se utiliza una base especial que consiste en bandas horizontales y verticales reflectoras y absorbentes ubicadas en forma alternada. Se determina el movimiento por

medio de la deteccin de las transiciones entre zonas reflectoras y absorbentes. El ratn ptico no acumula suciedad tan fcilmente como el convencional, pudiendo ser usado en posicin vertical y aun en ambientes no gravitatorios. 110. Que son los lpices pticos y las pantallas sensibles al tacto. Son dos dispositivos utilizados habitualmente para la seleccin de objetos, un lpiz ptico no produce luz sino que detecta la luz proveniente de una pantalla de video. Como funcionan las palancas de control Las palancas de control ms conocidas como joystick indican las posiciones horizontales y verticales por medio de la distancia en que se desplaza una varilla que sobresale de su base, estos dispositivos se utilizan habitualmente en juegos y videos. Cuales son los dispositivos de salida mas utilizados. Son las impresoras lser y las pantallas de video. Como est constituida una impresora lser. Una impresora lser est constituida por un tambor cargado sobre el cual acta un rayo lser que descarga zonas seleccionadas de acuerdo con un patrn binario representativo de la pagina a ser impresa, dado que el material (toner) es una especie de plstico en lugar de tinta no se absorbe en el papel, sino que se funde sobre la superficie, las impresoras lser son capaces de imprimir todo tipo de informacin grafica. Para permitir la transferencia de informacin desde la computadora hacia la impresora se han desarrollado diversos lenguajes. Una de los ms comunes es el lenguaje Adobe PostScript, basado en una pila, que es capaz de describir objetos tan diversos como caracteres ASCII formas de alto nivel como circuitos y rectngulos, y mapas de bits de bajo nivel. Se puede utilizar tambin para describir los colores de fondo y frente, y los calores requeridos para rellenar objetos. En que consiste una pantalla de video Una pantalla de video o monitor consiste en un dispositivo de visualizacin luminiscente, como un tubo de rayos catdicos o un papel de cristal lquido y los circuitos de control del mismo.

EJERCICIOS PROPUESTOS 1. Cul es la resistencia entre a y b? V = 36V

2. Cul es la resistencia entre a y b?

3. Encuentre la resistencia total.

4. Un cable de cobre de 3 m de dimetro se conecta a una batera de 6 voltios. Cul es la resistencia del cable? 5. Calcula la resistencia de cada circuito

6. Un alambre de 30mm de dimetro se somete entre sus extremos a una diferencia de potencial de 3 V. Determina

a) La resistencia del cable. b) La corriente que circula por el cable. 7. Se conectan en serie cuatro resistencias de 300 , 400 , 500 y 600 . Calcula. a) La resistencia total. b) La corriente que circula por cada una de ellas si el voltaje al que estn sometidas es 9 V. 8. Cul es la resistencia entre a y b del circuito?

9. Qu corriente elctrica pasa por el anterior circuito si est conectada a 20V? 10. 11. Una lmpara de 100 de resistencia est conectada a 120V. Cul es la corriente elctrica que atraviesa la lmpara? Convertir a decimal los siguientes nmeros en base 4. a) 1324 b) 30214 Convertir binario los siguientes nmeros a) 32034 b) 1204 c) 32014 a) b) Convertir a binario y a decimal los siguientes nmeros: 7428 526412 c) BCAE16 d) 6782112 e) FEC2316 f) 756248 a) b) c) d) e) Realizar la suma en sistema decimal y binario de: 63728 + 72318 784AB14 + ECDA216 10234 + 52468 ACBD16 + FECA16 DC4516 + AB9216

12.

13.

Obtener el decimal de las siguientes fracciones: a) EFA,CEB15 b) 512AB,BA1212 c) 6524,1248 d) 8754,2459 e) DAC,EF16 Representar en cdigo ASCII binario las siguientes palabras: a) SISTEMAS INFORMATICOS b) Universidad Nacional c) trabajo d) computador e) ELECTRICIDAD 17. a) b) c) d) e) 18. 19. 20. 21. 22. Representar por medio de compuertas lgicas las siguientes expresiones: F = YZ + XY +XYZ X = AB + ABC Z = ABC + ABC A = XYZ + XY R= ABC + BC + ABC Simplifique la siguiente ecuacin booleana M = BCD + ABCD + ABCD Utilice lgebra booleana para simplificar. F = DCBA + DCBA + DCBA + DCBA + DCBA Simplifique por algebra booleana J = AB + BC + BC Simplifique la siguiente ecuacin booleana. M = XYZ + XYZ + XYZ +XYZ Elabore el mapa de Karnaugh que corresponde a cada expresin. a) F = ac + abc b) H = xyz + xyz + xyz c) X = abd + abd + abcd d) Z = pqr + pqs + pqrs + pqrs e) M = abcd + abc + abcd Construir un decodificador de 5 entradas con su respectiva tabla. Construir un decodificador con la siguiente tabla.A 0 0 B 0 1 W 0 0 X 0 0 Y 0 1 Z 1 0

16.

23. 24.

1 1

0 1

0 1

1 0

0 0

0 0

25. Construya el diagrama de un decodificador de 3 entradas solo con compuertas NOR. 26. Encuentre el error que puede tener el siguiente decodificador.

27.

Construir un codificador teniendo en cuenta la siguiente tabla.D7 0 0 0 0 0 0 0 1 D6 0 0 0 0 0 0 1 0 D5 0 0 0 0 0 1 0 0 D4 0 0 0 0 1 0 0 0 D3 0 0 0 1 0 0 0 0 D2 0 0 1 0 0 0 0 0 D1 0 1 0 0 0 0 0 0 D0 1 0 0 0 0 0 0 0 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

28. 29.

Redisee la tabla del ejercicio ejemplo nmero 43 de manera que se pueda construir un codificador.

Construya el codificador teniendo en cuenta: A = wxyz + wxyz B = wxyz + wxyz 30. Para construir un demultiplexor de 6 entradas cuantas entradas auxiliares debe tener.

31.

Construya un demultiplexor de 4 entradas. 32. Si el demultiplexor que se encuentra en la figura esta correcto construya su tabla, si no lo est corrjalo y construya se respectiva tabla.

33. Escriba una tabla de verdad para un multiplexor de 4 entradas y realice su diagrama. 34. Construya un multiplexor con la siguiente tabla.A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 S D0 D1 D2 D3

35.

Construya el multiplexor con la siguiente informacin: D7 = ABC D6 = ABC D5 = ABC D4 = A BC D3 = ABC D2 = ABC

D1 = ABC D0 = ABC 36. Construya un arreglo lgico programable teniendo en cuenta la siguiente tabla.A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 S0 1 1 0 1 S1 0 1 1 0 S2 1 1 0 1

37.

Se requiere quemar un ALP con la siguiente informacin de salida: a. Para la direccin 00 uno (en ASCII) b. Para la direccin 01 ojo (en ASCII) c. Para la direccin 10 sol ( en ASCII) Disee la tabla del ALP y las respectivas salidas.

38.

39. 40. 41. 42.

Construir el diagrama de tiempo de un flip flop JK. Construir un flip flop tipo D. Hacer el diagrama de tiempo de un flip flop tipo D De acuerdo a la tabla propuesta diga que tipo de flip flop es.A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 S1 0 1 0 S0 1 0 0No cambia

43. Teniendo en cuenta el enunciado anterior realice el diagrama de tiempo segn lo indica la tabla. 44. 45. Construir un banco de memoria de 512 palabras con 8 bits por palabra. Construir una memoria Ram de 64K.

46. Construir una memoria Ram de 4G. 47. Mostrar como funciona la siguiente transmisin de datos en serie. Dato Re 0 48. 49. 0 1 1 1 1 0 0 affD

bffD

cffD

dffD

affD

bffD

cffD

dffD

Crear una transmisin de datos en paralelo entre registros de 4 bits. Realice las siguientes operaciones con sumadores: a) 7 + 3 b) 2 + 4 c) 5 + 1 d) 6 + 4 e) 3 + 2 f) 22 + 11 g) 12 + 16 h) 15 + 13 i) 25 + 14 Realice las siguientes operaciones: a) 92 b) 6 -3 c) 85 d) 72 e) 97 51. Realice la operacin que corresponde.

50.

52. a) b)

Multiplique: 64 * 23 12 * 21

c) d) e)

48 * 89 45 * 12 12 * 49 53. Construir un ALU que haga operaciones lgicas de EXOR, EXNOR cada una de tres bits. 54. Se requiere construir un dispositivo lgico digital que haga operaciones aritmticas de suma y resta de 2 nmeros de 3bits cada uno. 55. Escribir un programa en asembler que tome dos nmeros de memoria cada uno de dos bytes, los sume y almacene el resultado a la siguiente posicin de memoria. 56. Construir un programa en cdigo asembler que reste los nmeros que estn ubicados en la posicin de memoria [1202] y [1203]. 57. Escribir un programa en asembler que multiplique dos nmeros de 2 bits y almacene el resultado. 58. Construya la arquitectura MISD. 59. Muestre la arquitectura MIMD (Multiprocesador en paralelo).