INDICE 1. Operación del Computador 2. Sistemas Numéricos 3. Álgebra de Boole y Circuitos Lógicos


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1 INDICE Prólogo XI 1. Operación del Computador Calculadoras y Computadores Computadores digitales electrónicos Aplicación de los computadores a la solución de problemas Aplicaciones comerciales Aplicaciones científicas Algunos tipos de sistemas de computación Los computadores en sistemas de control Computadores de propósito especial y de propósito general Sistemas de computación en tiempo real Componentes básicos de un computador digital Construcción de la memoria Instrucciones Instrucciones para multiplicar Instrucciones para bifucar, saltar o adelantar Lectura de programa en el computador Sistemas de programación Lenguajes ensambladores Lenguajes compiladores Una breve introducción al PL/1 41 Preguntas Sistemas Numéricos El sistema decimal El sistema binario Conteo en el sistema binario Suma y resta binarias Multiplicaciones y división binaria Conversión de números decimales a binarios Números negativos Usos de complementos para representar números negativos Complementos en otros sistemas numéricos Complementos de números binarios Representación numérica decimal codificada en binario Sistemas numéricos octal y hexadecimal 66 Preguntas Álgebra de Boole y Circuitos Lógicos Conceptos fundamentales de álgebra de Boole Multiplicación lógica Compuertas OR y AND Complementación e inversores Evaluación de expresiones lógicas Evaluación de expresiones lógicas con paréntesis Leyes básicas de álgebra de Boole Prueba por inducción perfecta Simplificación de expresiones Teoremas de De Morgan 91

2 3.11. Principio de dualidad del álgebra de Boole Deducción de una expresión de Boole Combinación de compuertas Sumas de productos y productos de sumas Deducción de expresiones productos de sumas Deducción de una expresión de tres variables de entrada Compuertas NAND y compuestas NOR Métodos de mapas para simplificar expresiones Subcubos y recubrimiento Expresiones productos de términos indiferentes Diseño con compuertas NAND Diseño con compuertas NOR Circuitos NAND AND y NOR OR 126 Preguntas Diseño Lógico El flip flop La transferencia El reloj El registro de desplazamiento El contador binario Contadores BCD Circuitos integrados Integración de media y gran escala Diseño de slip flor con compuertas El flip flor con compuertas El slip flor maestro esclavo Diseño de contadores 184 Preguntas Circuitos Digitales Circuitos de computador Características de los discos y transistores usados en circuito de 198 conmutación 5.3. El seguidor del emisor La compuerta AND El circuito AND con diodos La compuerta OR El circuito inverso Compuerta NOR El slip flor con transistores Lógica de resistencia y transistores Lógica de diodos y transistores Lógica con transistores Lógica acoplada por emisor Circuitos metal óxido semiconductor Circuitos lógicos CMOS Circuitos lógico IIL 241 Preguntas La Unidad Aritmética y Lógica 261

3 6.1. Construcción de la unidad aritmética y lógica Representación entera El semisumador binario El sumador completo Un sumador binario paralelo Números negativos y positivos Suma en el sistema de complemento a Suma en el sistema de complemento a Suma y resta en un elemento aritmético paralelo Diseño de un sumado completo Sumador decimal codificado en binario (BCD) Números BCD positivos y negativos Suma y resta en sistemas de complemento a La operación de desplazamiento Operaciones básicas Multiplicación binaria Multiplicación decimal División Operaciones lógicas Sistemas numéricos de punto flotante Ejecución de operaciones aritméticas con números en punto 313 flotante Preguntas La Unidad de Memoria Memorias de acceso aleatorio Organización de memoria con selección lineal Decodificadores Dimensiones de acceso a memoria Conexión de los circuitos de memoria a un bus de computador Memorias semiconductoras de acceso aleatorio Memorias bipolares Memorias MOS estáticas Memorias dinámicas Memorias de sólo lectura Almacenamientos en núcleos magnéticos Almacenamiento de información en núcleos magnéticos, en 374 arreglos de dos dimensiones Montaje de planos de núcleos en una memoria de núcleos Secuencia de temporización Manejo de las líneas de selección X e Y Registro de paso a memoria y circuitos asociados Almacenamiento en tambor magnético Operación serie y paralelo de tambores magnéticos Memorias de disco magnético Sistemas de almacenamiento en disco flexible. El disco floppy Cinta magnética Casetes y cartuchos de cinta Memorias de burbuja magnética y CCD Técnicas de grabación digital 415

4 7.26. Técnicas de grabación con regreso a cero y regreso a polarización Técnicas de grabación sin regreso a cero 419 Preguntas Dispositivos e Interfases de Entrada Salida Cinta perforada Lector de cinta Tarjetas perforadas Lectoras de tarjetas Códigos alfanuméricos Preparación de los datos Reconocimientos de caracteres Equipo de salida Impresoras Dispositivos de salida con tubos de rayos catódicos Otros dispositivos y corrección de errores Códigos de detección y corrección de errores Teclados Terminales Dispositivos de entrada salida para sistemas con componentes 471 analógicos Conversores analógicos digitales codificadores de eje Conversores digital analógico Conversores analógicos - digitales electrónicos de alta velocidad Interconexión de los componentes del sistema Interconexión Buses Interconexión de un teclado Programa de control de la interfase del teclado Interconexión de una impresora Interrupciones en el sistema de entrada salida Una interfase normalizada para el bus 504 Preguntas La Unidad de Control Construcción de la palabra de instrucción Organización de los registros de control durante los ciclos de 525 instrucción y de ejecución 9.3. Secuencia de instrucciones de los registros de control Control de las operaciones aritméticas Secuencias típica de operaciones Instrucciones de salto o bifurcación Instrucciones de desplazamiento Microprogramación Variaciones en las configuraciones de microprogramación 552 Preguntas Organización del Computador Formatos de la palabra de instrucción. Número de direcciones Representación de instrucciones y datos Técnicas de direccionamiento Direccionamiento directo Direccionamiento inmediato 569

5 10.6. Paginación Direccionamiento relativo Direccionamiento indirecto Direccionamiento con índice Organización de computadoras de dirección única Un microprocesador de dirección sencilla El microprocesador El PDP Computadores serie IBM Preguntas 638 Bibliografía 649 Respuestas a las preguntas de los números impares seleccionados 655 Índice

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