Fundamentos da Informática – Circuitos Lógicos – 1

Aquelas “equações” lógicas que vimos nos posts anteriores, podem ser representadas graficamente.

Em minha opinião, a representação gráfica torna mais intuitiva e fácil de entender o funcionamento de um circuito. E o uso de simuladores, como o Logisim, que permite a construção e simulação de circuitos lógicos, esta tarefa torna-se mais simples e até mesmo divertida!

Neste artigo iremos estudar alguns conceitos básicos, e nos próximos artigos iremos construir algumas estruturas básicas para a informática.

Primeiramente, é necessário entender os símbolos que representam as operações:

As 3 operações básicas, And, Or e Not, são representadas da seguinte forma:

and-or-not
À esquerda do simbolo ficam as entradas, à direita fica a saida.

As operações secundarias: Xor, Nand, Nor, xnor (xor negado), etc, são representadas da seguinte forma:

nand-nor-xor-xnor

Novamente,  na esquerda ficam as entradas, na direita as saídas.

Quantas entradas cada operação pode ter? Depende da operação : Para todas elas (Exceto o not), o minimo é 2 entradas, o máximo é até o infinito (o simulador logisim limita o máximo até 5), e as saídas, depende da função: Todas estas tem somente uma saída.

Conhecendo as operações básicas, para construir um circuito é só juntar os pedacinhos.

Vamos fazer um “exercício?”

Todos conhecem o que é uma “chave hotel”. Para quem não sabe, uma chave hotel é usado para que 2 interruptores controlem uma mesma lampada: Imagine um corredor bem grande com uma lampada no meio. É só colocar um interruptor da chave hotel em cada ponta do corredor para ligar ou desligar a lampada, não importando qual interruptor seja utilizado.

Podemos representar este circuito, usando somente as 3 operações básicas (and, or e not) da seguinte forma:

lampada1

“Chave A e Chave B” são os 2 interruptores. C é a lampada.

Torna-se simples acompanhar o que acontece com o circuito quando se tem um desenho explicando o circuito.

No caso do logisim, é possivel acompanhar o que acontece à cada operação, conforme a figura abaixo:

lampadaa

As linhas verdes mostram as trilhas por onde passa o 1, as pretas por onde esta passando 0.

lampadab

Agora a chave está desligada 🙂

É simples. Simples mesmo. Baixe e brinque com o LogiSim, você entenderá facilmente todas estas operações. O programa ainda conta com mecanismos para transformar tabelas-verdade em circuitos (este circuito da lampada foi gerado desta forma). Nos proximos capitulos irei falar sobre alguns elementos básicos da informática, como mecanismos somadores, decodificadores, multiplexadores, e sobre memórias (flip flops, registradores, memórias) e explicarei para que serve o “Clock” do sistema (isso mesmo, para que servem todos os megahertz dos processadores dos nossos pcs!)

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