Formatos de Datos Numéricos y Electrónica Digital: Coma Fija, Coma Flotante, Memoria y Circuitos Secuenciales
Formato de datos numéricos
Coma fija
La coma fija (precisión infinita) se basa en utilizar las potencias negativas: dn-1 x 2-1 + dn-2 x 2-2 + ... + d0 x 2n-1.
Los n bits se refieren a la parte fraccionaria. Se usa el siguiente sistema: bit de signo, seguido de la parte entera y los n bits para la parte fraccionaria (0,75 - 75).
Para acar operaciones con este sistema, tenemos el inconveniente de poder salirnos del rango de valores de punto fijo. El intervalo de valores representable es (0 - 1 - 1/2n), como se puede ver, es bastante limitado.
Se pueden representar números fraccionarios pero no reales, ya que necesitaríamos 1 bit para representar la coma.
Coma flotante
Se basa en la notación exponencial: (A x 10e), donde e = nº real o fraccionario.
Para sumar y restar estos números, los exponentes tienen que ser iguales; si no, se deben hacer coincidir.
En la multiplicación se multiplica la parte entera y se suman los exponentes. En la división se divide la parte entera y se restan los exponentes.
Lo primero que hay que hacer para operar es normalizar el número, es decir, que la e = número real y la A = 0,... (por ejemplo: 0,016).
El rango posible para A es (2n-1, 2n-2, ..., 20). El bit más significativo es el que corresponde al valor 2n-1.
Signo magnitud
Magnitud + bit de signo: se basa en un formato decimal a través del signo + o -. Se añade un 0 por la izquierda si el número es positivo y un 1 si el número es negativo. Por ejemplo: 8 = 01000, -8 = 11000. Son 7 posibilidades, ya que el 0 no tiene nº negativo.
Electrónica digital y computación (EC PC)
Memoria
Conjunto grande de flip-flops D organizados para conseguir información. Están divididos en registros, los cuales tienen un hueco de bits llamado longitud de palabra. Cada dato tiene un número asignado denominado dirección, y para acceder a él solo hay que llamar a ese hueco en la memoria.
Unidad Central de Procesos (UCP)
La UCP se encarga de realizar las operaciones que introducimos, llamadas instrucciones.
Unidad de control
Se encarga de fijar el orden en el que se realizan las funciones y de activar señales que controlan la ALU.
Ruta de datos
Familias lógicas
Son grupos de circuitos integrados con un componente en común, a partir del cual se crea la familia. (dibujo)
CMOS es la más usada porque no gasta apenas energía, pero es más lenta que la TTL.
Circuitos secuenciales
Los cambios que se producen en la salida cambian la función.
Síncronos
Existe una señal externa que cambia de 0 a 1, denominada reloj (clock). Permite escribir en la memoria en determinados instantes (flanco) a los circuitos cuyo contenido de memoria solamente da información en un momento determinado del reloj. Los flancos se llaman síncronos, y los circuitos de memoria que realizan estos accionamientos también son síncronos.
Asíncronos
Cuando no hay ninguna señal de reloj, o cuando no existe la memoria sincronizada.
Cerrojo (latch)
Circuitos que tienen un elemento de memoria se llaman biestables. El latch es el más importante. Son 2 puertas NOR (dibujo).
Biestable síncrono (flip-flop) JK
Las variables de entrada están activadas cuando hay un flanco en el reloj: 2 tipos, de subida y de bajada. (dibujo)
D y T
Son los más corrientes de encontrar en el mercado, porque solo tienen una entrada síncrona. (dibujo)
Contadores
Un circuito secuencial síncrono que va a producir una secuencia determinada cada pulso o flanco. Cuando la secuencia tiene un período fijo se llama reloj o temporizador; si no, se llama contador. Los valores del contador son números.
Módulo: el número de diferentes valores que produce la secuencia.
Tipos de contadores
Síncrono:
Todos los flip-flop tienen la misma señal de reloj. Todos cambian a la vez de bit.
Asíncrono:
Cada uno de los flip-flop tiene diferente señal de reloj. No cambian todos los bits a la vez.