Fichamento de Sistemas Digitais: Princípios e Aplicações capítulo 1

Um professor meu me passou um fichamento das páginas 2 a 11 do livro Sistemas Digitais: Princípios e Aplicações. O fichamento está aí pra quem quiser dar uma estudada no assunto xD.

TOCCI, Ronald; WIDMER, Neal. Sistemas Digitais: Princípios e Aplicações.
São Paulo, Santuário, 2004. p2-11.


Atualmente, há uma necessidade de se representar e manipular quantidades em, praticamente, todos os aspectos da nossa vida. Para fazê-lo há duas formas: a digital e a analógica.
Na forma analógica a variação dos valores são contínuas, podendo assumir quaisquer valores dentro de um determinado intervalo. Na representação analógica a representação dos valores é feita de forma proporcional à tensão ou corrente do sistema. Já na forma digital, a variação dos valores não ocorre de forma contínua, mas sim pausadamente, “saltando” de um valor para o outro. A representação digital é feita através de dígitos equivalentes às quantidades que estão sendo trabalhadas.
Ao se utilizar as técnicas digitais de representação nós obtemos algumas vantagens em relação às suas equivalentes analógicas, são elas:

• Sistemas mais simples para se projetar;
• Maior simplicidade na hora de armazenar informações;
• Maior precisão, já que os valores exatos de tensão ou corrente não importam pois os sistemas digitais utilizam apenas o intervalo em que esses valores se encontram;
• A programação do sistema é mais fácil;
• Sistema menos vulnerável aos ruídos, já que não há problema se o ruído não for forte ao ponto de impossibilitar a diferenciação entre tensão/corrente alta e baixa;
• Mais circuitos digitais podem ser colocados em um circuito integrado.

Apesar de todas essas vantagens no uso de sistemas digitais há uma grande desvantagem, em grande parte dos sistemas as entradas e saídas são analógicas. Para se trabalhar de forma digital com esses dados que originalmente são analógicos foram criados conversores que fazem essa transformação analógico-digital e digital-analógico.
Nestes sistemas digitais as quantidades são representadas por um sistema de numeração. Os mais comuns na área tecnológica são o hexadecimal, o decimal, o octal e o binário. Cada um destes sistemas possui uma base, que é igual ao número de dígitos distintos que possui. Para representar números maiores que o número de dígitos de um sistema de numeração nós inserimos mais dígitos à esquerda do número e para saber qual é o número que está sendo representado nós somamos o produto de cada um dos dígitos pela base elevada à distância, em dígitos, dele próprio ao dígito menos significativo que é o dígito mais à direita.
O sistema binário é aquele que possui base 2, ou seja, possui apenas dois dígitos, 0 e 1. É exatamente por possuir apenas dois valores possíveis que é mais fácil representar informações sob a forma de números binários em sistemas digitais, pois é mais fácil medir apenas dois intervalos de tensão/corrente do que medir vários intervalos menores. Num sistema binário um determinado intervalo tensão/corrente representa o “0” e um outro intervalo representa o “1”.
Todos os circuitos digitais recebem informações através de valores binários definidos para um determinado intervalo de tensão, após receber os dados os circuitos fazem certas alterações nesses dados para então responder à entrada que lhe foi dada, a essas alterações é dado o nome de lógica do circuito.
Atualmente quase todos os circuitos digitais utilizados na tecnologia são circuitos integrados. Existem várias técnicas diferentes na fabricação de CIs, a diferença básica entre essas técnicas é a lógica do circuito.
Na transmissão de dados entre circuitos ou sistemas há dois métodos básicos: a transmissão em série e a transmissão paralela. A transmissão em série é aquela em que os dados são transmitidos bit por bit, um de cada vez. Já na paralela vários bits são transmitidos ao mesmo tempo. A vantagem da transmissão paralela é que ela é mais veloz, mas em compensação a transmissão serial requer menos ligações entre os circuitos/sistemas que estão se comunicando.
Os componentes responsáveis por armazenar as informações dos sistemas são chamados de memórias. Memórias são dispositivos que se alteram de acordo com as entradas que recebem de forma que essas entradas poderão ser acessadas quando for conveniente.
Os computadores digitais são sistemas que fazem certas tarefas que antes eram feitas pó pessoas com maior precisão e velocidade, mas para isso precisam ser programados com todas as instruções necessárias para realizar tal tarefa. Os computadores são formados por vários dispositivos com funções específicas. Os dispositivos de entrada são aqueles que captam os dados a serem processados. Os dispositivos de memória são aqueles que armazenam as informações recebidas. Os dispositivos de controle recebem as informações da memória e coordenam o funcionamento do computador. Os dispositivos de lógica e aritmética realizam os cálculos e tomam decisões Por fim, há a unidade de saída que exibe os resultados obtidos. A CPU de um computador é a junção das unidades de lógica/aritmética e de controle.