Niveles de Abstracción - Sistemas Digitales UIS

Sistemas Digitales
Introducción
Por:
Carlos A. Fajardo
cafajar@uis.edu.co
Objetivo de la Asignatura
• Comprender el funcionamiento de un sistema
digital, como por ejemplo un procesador
sencillo.
• Diseñar sistemas digitales que permitan
solucionar problemas reales. (Un procesador
sencillo).
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Muchos transistores
• Intel 4004 (1972).
– 2300 Transistores
– 10 micras (10-5 metros)
– 500 – 700 kHz.
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Muchos transistores
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Muchos transistores
• Ivy Bridge (2012)
– 1400’000.000
Transistores.
– 22 nanómetros (10-9
metros).
– 3.9 GHz
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El arte de simplificar lo complejo
• Es imposible comprender el funcionamiento
de tantos transistores interconectados.
• La solución: niveles de abstracción.
• Cada nivel muestra únicamente determinadas
características e ignora las otras.
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El arte de simplificar lo complejo
• Diseñar una casa (Niveles de abstracción).
– A nivel de habitaciones: dormitorios, salas,
comedores, baños, cocinas, etc.
– A nivel de paredes.
– A nivel de ladrillos.
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Niveles de abstracción
• Nivel de Procesador o Arquitectura (Digitales III –
Arquitectura de Computadores)
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Niveles de abstracción
• Nivel de Procesador o Arquitectura
• Digitales III y Digitales IV
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Niveles de abstracción
• Nivel de Procesador o Arquitectura
• Digitales III y Digitales IV
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Niveles de abstracción
• Nivel de Transferencia de Registros
• (Digitales I – Digitales II)
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Niveles de abstracción
• Nivel de Transferencia de Registros
• (Digitales I – Digitales II)
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Niveles de abstracción
• Nivel de compuertas lógicas
• Digitales I
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Niveles de abstracción
• Nivel de compuertas lógicas
• Digitales I
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Niveles de abstracción
• Nivel de transistor
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Niveles de abstracción
• Nivel de transistor
Sistemas Digitales
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En resumen
Arquitectura
Sistemas Digitales
En resumen
Arquitectura
Sistemas Digitales
Transferencia entre
Registros
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En resumen
Arquitectura
Sistemas Digitales
Transferencia entre
Registros
Profesor: Carlos Fajardo
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En resumen
Arquitectura
Transferencia entre
Registros
Compuertas
Lógicas
Sistemas Digitales
Profesor: Carlos Fajardo
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En resumen
Arquitectura
Transferencia entre
Registros
Compuertas
Lógicas
Transistor
Sistemas Digitales
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En resumen
Arquitectura
Transferencia entre
Registros
Compuertas
Lógicas
Transistor
Sistemas Digitales
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Niveles de Abstracción
•
•
•
•
Nivel de Procesador o Arquitectura
Nivel de Transferencia de Registros
Nivel de compuertas lógicas
Nivel de transistor
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Niveles de Abstracción
•
•
•
•
Nivel de Procesador o Arquitectura
Nivel de Transferencia de Registros
Nivel de compuertas lógicas
Nivel de transistor
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Nivel de
Compuertas Logicas
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El aporte de:
Claude Elwood Shannon
• Ingeniero y Matemático del MIT.
• Su tesis doctoral: Todas las operaciones
matemáticas se pueden construir a partir del
Algebra Boole.
• Todas las operaciones de transferencia de datos
digitales se pueden realizar utilizando Algebra de
Boole.
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La conexión
Algebra de Boole - Electrónica
Es posible realizar toda el algebra de Boole usando tres
Compuertas Lógicas.
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Algebra de Boole
• Tres operaciones:
– Multiplicación (AND)
– Suma (OR)
– Negación (NOT)
• Sólo dos símbolos.
– Verdadero o Falso
–1o0
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Qué vamos a ver
• Representación Binaria de los números
• Aritmética Binaria.
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fin
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