Elettronica digitale  —-  seguiranno Porte logiche  ——

  1. Abbiamo visto l’elettronica analogica, dove abbiamo studiato dei circuiti che manipolano il segnale (amplificatori, derivatori, sommatori, filtri, etc…) che non cambiano sostanzialmente
    la natura del segnale stesso , anzi, in certi casi (amplificatori) si vuole riprodurre la forma del segnale il più fedelmente possibile;
  2. Con l’elettronica digitale si cambia completamente modo di pensare, infatti le tecniche caratteristiche dell’elettronica analogica (tensioni, resistenza, caratteristiche di un transistor, etc..) passano in secondo piano, per cedere il posto ad un modo di ragionare basato sulla logica.
  3.  Non si lavora più con singoli componenti che richiedono di essere correttamente inseriti in un circuito, ma su blocchi già di per sé completi, ognuno in grado di svolgere una determinata funzione.
  4.  Tutte queste unità fondamentali possono essere collegate le une alle altre in schemi complessi quanto si vuole, unicamente seguendo un ragionamento logico, senza doversi preoccupare degli aspetti elettronici veri e propri.
  5.  L’elettronica digitale utilizza, tra le varie unità funzionali, le cosiddette “porte logiche”, tutte
    caratterizzate dall’avere uno o più ingressi o uscite. Tali componenti devono essere alimentati con la giusta tensione (tipicamente 5 V) ma in ingresso o in uscita il segnale può assumere solo due livelli: lo “0” logico e l’”1” logico. Il valore reale di tensione corrispondente a questi due livelli dipende dal tipo di logica utilizzata (TTL, ECL, CMOS, NIM, etc…), ma in linea di principio non dobbiamo preoccuparci di quest’aspetto del problema, purché si lavori in un ambiente coerente e compatibile.
  6. Le varie porte logiche possono essere combinate tra loro seguendo l’algebra di Boole e le varie
    grandezze numeriche devono essere espresse in forma binaria, dato che i segnali possono assumere solo due stati (0 oppure 1).  _____________________
  • La rappresentazione decimale di numeri interi positivi e’ una rappresentazione posizionale in base 10
    (288)10 = 2 * 102 + 8 * 101 + 8 * 100
  • il cui intervallo va da 0 a 10N -1, con N uguale all’estensione della rappresentazione
  • In perfetta equivalenza anche la rappresentazione binaria e’ posizionale ma in base 2. Dato un numero a n bits:
    (x)2 = xn-1 2n-1 + xn-2 2n-2 + … + x1 21 + x0 20
  • dove l’intervallo e’ 0 : 2 n  -1
  • A 32 bits l’intervallo va da 0 a +4.294.967.295
  • Il sistema binario, per il fatto di avere due soli numeri fondamentali, si presta ad essere associato a sistemi elettronici in cui le variabili elettriche assumono solo due valori possibili, quindi può essere utilizzato per costruire “macchine” per l’elaborazione numerica;
  • Si possono definire, oltre alle normali operazioni aritmetiche, anche delle operazioni logiche, che costituiscono nel loro complesso, la cosiddetta algebra di Boole.
    Queste regole si applicano a tutti gli insieme binari, cioè composti da due elementi: 0 ed 1, VERO e FALSO, BIANCO e NERO, etc..