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Compuerta AND
Una compuerta AND tiene dos entradas como mínimo y su operación lógica es
un producto entre ambas, no es un producto aritmético, aunque en este caso
coincidan.*Observa que su salida será alta si sus dos entradas están a nivel alto*




Compuerta OR
Al igual que la anterior posee dos entradas como mínimo y la operación lógica, será una
suma entre ambas... Bueno, todo va bien hasta que 1 + 1 = 1, el tema es que se trata de
una compuerta O Inclusiva es como a y/o b*Es decir, basta que una de ellas sea 1 para
que su salida sea también 1*




.: Compuertas Lógicas

Las compuertas lógicas son dispositivos que operan con aquellos estados lógicos
mencionados en la página anterior y funcionan igual que una calculadora, de un lado
ingresas los datos, ésta realiza una operación, y finalmente, te muestra el resultado.
Cada una de las compuertas lógicas se las representa mediante un Símbolo, y la
operación que realiza (Operación lógica) se corresponde con una tabla, llamada Tabla
de Verdad




.: Compuerta NOT

Se trata de un inversor, es decir, invierte el dato de entrada, por ejemplo; si pones su
entrada a 1 (nivel alto) obtendrás en su salida un 0 (o nivel bajo), y viceversa. Esta
compuerta dispone de una sola entrada. Su operación lógica es s igual a a invertida




Descripción Algebraica de Circuitos Lógicos
   Cualquier circuito lógico, sin importar que tan complejo sea, puede describirse
completamente mediante las operaciones OR, AND Y NOT. Ejemplo de esto es el
siguiente circuito:




  Este circuito tiene tres entradas A, B y C y una sola salida. La expresión parar la salida
de la compuerta AND se escribe A ∙ B. Esta salida AND se conecta como entrada a la
compuerta OR junto con C. La compuerta OR opera con sus entradas de tal forma que su
salida sea la suma de OR de las entradas. Así, podemos expresar la salida OR como x= A
∙ B + C.
En ocasiones, puede existir confusión con respecto de cuál operación se efectúa
primero. La expresión A ∙ B + C se puede interpretar de dos maneras:

 1.- A ∙ B se opera con OR con C.

 2.- A se opera con AND con el término B + C.



   Para evitar estas confusiones, se entenderá que si una expresión contiene las
operaciones AND y OR, las operaciones AND se efectúan primero, a menos que haya
paréntesis en la expresión, en cuyo caso, la operación dentro del paréntesis se realizará
primero.




 Circuitos con INVERSOR

  Siempre que un INVERSOR se encuentra presente en un diagrama de circuitos lógicos,
su expresión de salida es simplemente igual a la expresión de entrada con una barra
sobre                                                                           ella.




  Observemos que en el primer circuito de la imagen la entrada se alimenta a través de
un INVENSOR, cuya salida es A. la salida del INVERSOR se alimenta a una compuerta
OR junto con B, de modo que la salida OR sea igual a A + B. Notemos que la barra sólo
está encima de A, lo cual indica que A se invierte primero y luego se hace la operación
con OR con B.

   En el segundo circuito vemos que la salida de la compuerta OR es igual a A + B y se
alimenta a través de un INVERSOR. La salida del INVERSOR es por consiguiente igual a
(A + B), ya que invierte la expresión de entrada completa.
3. Álgebra Booleana


El álgebra booleana es un sistema matemático deductivo centrado en los valores cero y
uno (falso y verdadero). Un operador binario " º " definido en éste juego de valores acepta
un par de entradas y produce un solo valor booleano, por ejemplo, el operador booleano
AND acepta dos entradas booleanas y produce una sola salida booleana.
Para cualquier sistema algebraico existen una serie de postulados iniciales, de aquí se
pueden deducir reglas adicionales, teoremas y otras propiedades del sistema, el álgebra
booleana a menudo emplea los siguientes postulados:


   Cerrado. El sistema booleano se considera cerrado con respecto a un operador binario
   si para cada par de valores booleanos se produce un solo resultado booleano
   Conmutativo. Se dice que un operador binario " º " es conmutativo si A º B = B º A para
   todos los posibles valores de A y B.
   Asociativo. Se dice que un operador binario " º " es asociativo si (A º B) º C = A º (B º
   C) para todos los valores booleanos A, B, y C.
   Distributivo. Dos operadores binarios " º " y " % " son distributivos si A º (B % C) = (A º
   B) % (A º C) para todos los valores booleanos A, B, y C.
   Identidad. Un valor booleano I se dice que es un elemento de identidad con respecto a
   un operador binario " º " si A º I = A.
   Inverso. Un valor booleano I es un elemento inverso con respecto a un operador
   booleano " º " si A º I = B, y B es diferente de A, es decir, B es el valor opuesto de A.
        En la electrónica digital, no se podrían lograr muchas cosas si no existiera
        la compuerta NOT, también llamada compuerta inversora.
        La compuerta NOT como la compuerta AND y la compuerta OR es muy
        importante. Esta compuerta entrega en su salida el inverso (opuesto) de
        la entrada.
        El símbolo y la tabla de verdad son los siguientes:




       La salida de una compuerta NOT tiene el valor inverso al de su entrada. En el
       caso del gráfico anterior la salida X = A
       Esto significa que:
       - Si a la entrada tenemos un "1" lógico, a la salida hará un "0" lógico y ...
       - Si a la entrada tenemos un "0" lógico a la salida habrá un "1" lógico.
       Nota: El apóstrofe en la siguiente expresión significa "negado". Entonces: X = A’ es
       lo mismo que X = A
Las compuertas NOT se pueden conectar en cascada, logrando después de dos
        compuertas, la entrada original. Ver el siguiente gráfico y la tabla de verdad




        Un motivo para implementar un circuito que tenga en su salida, lo mismo que tiene
        en suentrada, es conseguir un retraso de la señal original con un
        propósito especial.


Compuerta NAND
La compuerta lógica "NAND", funciona igual que la compuerta AND pero el resultado en la
salida es opuesto.
La   salida   será   "0"     si   las   entradas   A         "Y"      B   están   en       "1"

Símbolo                de                  la                compuerta             "NAND":




Tabla         de           verdad          de          las         compuertas          "NAND":




Entrada A      Entrada B          Salida

0              0                  1

0              1                  1

1              0                  1

1              1                  0
TEOREMAS DEL ALGEBRA DE BOOLEANA


Teorema 1: Cada identidad deducida de los postulados anteriores permanece válida si
las Operaciones suma (+) y producto (*) y los elementos 0 y 1 se intercambian entre
sí. Este es el principio de dualidad y se deduce de la simetría de los cuatro postulados con
respecto a ambas operaciones y a ambos elementos neutros.


Teorema 2: Para cada elemento A se cumple que A + 1 = 1 y su dual A * 0 = 0


Demostración: 1=a+ a postulado e) = a + a 0 1 postulado d) = (a + a) 0 (a + 1) postulado
c) = 1 0 (a + 1) postulado d) 1 = a + 1 postulado c)


Teorema 3: Para cada elemento A del Algebra de Boole se verifica que A + A = A Y su
dual A * A = A


Demostración:a = a + 0 postulado d) = a + a 0 a postulado e) = (a + a ) 0 (a + a )
postulado c) = (a + a ) postulado e)


Teorema 4: Para cada par de elementos A y B del Algebra de Boole, se cumple que: A +
A * B = A y su dual A * (A + B) = A


‘’‘Este teorema se conoce como Ley de Absorción. Demostración:’‘’ a = 1 * a postulado
d) = (1 + b) * a teorema 2) = (1 * a) + (a * b) postulado c) = a + (a * b) postulado d)


Otra forma de demostrar es usando las tablas de verdad: a b a*b a + a*b 0 0 0 0 0 1 0 0 1
0 0 1 1 1 1 1 Son iguales


Teorema 5: Para todo elemento A, se verifica que a = a


Teorema 6: Leyes de De Morgan. a) a + b + c + d + … = a * b * c * d * … b) a * b * c * d *
…=a+b+c+d+…
Este teorema define dos nuevas funciones lógicas: NOR (NO-OR) y NAND (NO-
AND) Con estos teoremas podemos definir los valores numéricos de las operaciones
booleanas OR AND N O T 0 + 0 = 0 0 * 0 = 0 0 = 1 0 + 1 = 1 0 * 1 = 0 1 = 0 1 + 0 = 1 1 * 0
=00=01+1=11*1=11=1




Símbolos Estándar IEEE

La simbología estándar para representar las compuertas lógicas es la utilizada hasta
ahora en cada uno de los párrafos descriptivos de las mismas; sin embargo el Instituto de
Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (Institute of Electrical and Electronics Engineers -
IEEE) ha dispuesto la estandarización de los símbolos y que fueron reemplazados por
rectángulos y signos cuyo significado es:




Un triángulo a la salida indica inversión del nivel
lógico.

Ausencia del triángulo indica salida ALTA ("1")

Un "1" dentro del rectángulo significa que la
compuerta tiene una sola entrada.

La operación OR se expresa por un símbolo ≥1
dentro del rectángulo.

La operación AND se expresa por un símbolo
"&" dentro del rectángulo.

La operación OR-EXCLUSIVE se expresa por
un símbolo "=1" dentro del rectángulo.

Estos símbolos se detallan en la Fig.I-32. A la
izquierda el símbolo convencional y a la derecha
el símbolo IEEE respectivo.

En el presente curso se emplea la simbología convencional.

aulasvirtuales.moodlehub.com/.../smbolos_estndar.
SIMBOLOS ANSI


                Representa el inicio y el fin de un programa.


                Entrada/salida (cualquier tipo de introducción de
                datos en la memoria desde los periféricos
                “entrada”, o registro de la información
                procesada en un periférico “salida”.

                Proceso (cualquier tipo de operación que pueda
                originar cambio de valor, formato o posición de la
                información almacenada en memoria, operaciones
                aritméticas, de transferencia.

                Decisión (indica operaciones lógicas o de
                comparación, dando como posible respuesta, si o
                no, según sea el caso).



                Salida por impresora (Se utiliza en ocasiones en
                lugar de E/S.



                Conector (sirve para enlazar dos partes cualesquiera
                de un ordinograma a través de un conector en la
                salida y otro en la entrada.

                Pantalla (se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo
                de E/S)



                Llamada o subrutina o un proceso predeterminado (una
                subrutina es un módulo independiente del programa
                principal, que recibe una entrada procedente de dicho
                programa, realiza una tarea y regresa, al terminar el
                programa principal.
                Indicador de dirección o línea de flujo (indica el sentido de
                ejecución de las operaciones.
Compuertas logicas

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  • 1. Compuerta AND Una compuerta AND tiene dos entradas como mínimo y su operación lógica es un producto entre ambas, no es un producto aritmético, aunque en este caso coincidan.*Observa que su salida será alta si sus dos entradas están a nivel alto* Compuerta OR Al igual que la anterior posee dos entradas como mínimo y la operación lógica, será una suma entre ambas... Bueno, todo va bien hasta que 1 + 1 = 1, el tema es que se trata de una compuerta O Inclusiva es como a y/o b*Es decir, basta que una de ellas sea 1 para que su salida sea también 1* .: Compuertas Lógicas Las compuertas lógicas son dispositivos que operan con aquellos estados lógicos mencionados en la página anterior y funcionan igual que una calculadora, de un lado ingresas los datos, ésta realiza una operación, y finalmente, te muestra el resultado.
  • 2. Cada una de las compuertas lógicas se las representa mediante un Símbolo, y la operación que realiza (Operación lógica) se corresponde con una tabla, llamada Tabla de Verdad .: Compuerta NOT Se trata de un inversor, es decir, invierte el dato de entrada, por ejemplo; si pones su entrada a 1 (nivel alto) obtendrás en su salida un 0 (o nivel bajo), y viceversa. Esta compuerta dispone de una sola entrada. Su operación lógica es s igual a a invertida Descripción Algebraica de Circuitos Lógicos Cualquier circuito lógico, sin importar que tan complejo sea, puede describirse completamente mediante las operaciones OR, AND Y NOT. Ejemplo de esto es el siguiente circuito: Este circuito tiene tres entradas A, B y C y una sola salida. La expresión parar la salida de la compuerta AND se escribe A ∙ B. Esta salida AND se conecta como entrada a la compuerta OR junto con C. La compuerta OR opera con sus entradas de tal forma que su salida sea la suma de OR de las entradas. Así, podemos expresar la salida OR como x= A ∙ B + C.
  • 3. En ocasiones, puede existir confusión con respecto de cuál operación se efectúa primero. La expresión A ∙ B + C se puede interpretar de dos maneras: 1.- A ∙ B se opera con OR con C. 2.- A se opera con AND con el término B + C. Para evitar estas confusiones, se entenderá que si una expresión contiene las operaciones AND y OR, las operaciones AND se efectúan primero, a menos que haya paréntesis en la expresión, en cuyo caso, la operación dentro del paréntesis se realizará primero. Circuitos con INVERSOR Siempre que un INVERSOR se encuentra presente en un diagrama de circuitos lógicos, su expresión de salida es simplemente igual a la expresión de entrada con una barra sobre ella. Observemos que en el primer circuito de la imagen la entrada se alimenta a través de un INVENSOR, cuya salida es A. la salida del INVERSOR se alimenta a una compuerta OR junto con B, de modo que la salida OR sea igual a A + B. Notemos que la barra sólo está encima de A, lo cual indica que A se invierte primero y luego se hace la operación con OR con B. En el segundo circuito vemos que la salida de la compuerta OR es igual a A + B y se alimenta a través de un INVERSOR. La salida del INVERSOR es por consiguiente igual a (A + B), ya que invierte la expresión de entrada completa.
  • 4. 3. Álgebra Booleana El álgebra booleana es un sistema matemático deductivo centrado en los valores cero y uno (falso y verdadero). Un operador binario " º " definido en éste juego de valores acepta un par de entradas y produce un solo valor booleano, por ejemplo, el operador booleano AND acepta dos entradas booleanas y produce una sola salida booleana. Para cualquier sistema algebraico existen una serie de postulados iniciales, de aquí se pueden deducir reglas adicionales, teoremas y otras propiedades del sistema, el álgebra booleana a menudo emplea los siguientes postulados: Cerrado. El sistema booleano se considera cerrado con respecto a un operador binario si para cada par de valores booleanos se produce un solo resultado booleano Conmutativo. Se dice que un operador binario " º " es conmutativo si A º B = B º A para todos los posibles valores de A y B. Asociativo. Se dice que un operador binario " º " es asociativo si (A º B) º C = A º (B º C) para todos los valores booleanos A, B, y C. Distributivo. Dos operadores binarios " º " y " % " son distributivos si A º (B % C) = (A º B) % (A º C) para todos los valores booleanos A, B, y C. Identidad. Un valor booleano I se dice que es un elemento de identidad con respecto a un operador binario " º " si A º I = A. Inverso. Un valor booleano I es un elemento inverso con respecto a un operador booleano " º " si A º I = B, y B es diferente de A, es decir, B es el valor opuesto de A. En la electrónica digital, no se podrían lograr muchas cosas si no existiera la compuerta NOT, también llamada compuerta inversora. La compuerta NOT como la compuerta AND y la compuerta OR es muy importante. Esta compuerta entrega en su salida el inverso (opuesto) de la entrada. El símbolo y la tabla de verdad son los siguientes: La salida de una compuerta NOT tiene el valor inverso al de su entrada. En el caso del gráfico anterior la salida X = A Esto significa que: - Si a la entrada tenemos un "1" lógico, a la salida hará un "0" lógico y ... - Si a la entrada tenemos un "0" lógico a la salida habrá un "1" lógico. Nota: El apóstrofe en la siguiente expresión significa "negado". Entonces: X = A’ es lo mismo que X = A
  • 5. Las compuertas NOT se pueden conectar en cascada, logrando después de dos compuertas, la entrada original. Ver el siguiente gráfico y la tabla de verdad Un motivo para implementar un circuito que tenga en su salida, lo mismo que tiene en suentrada, es conseguir un retraso de la señal original con un propósito especial. Compuerta NAND La compuerta lógica "NAND", funciona igual que la compuerta AND pero el resultado en la salida es opuesto. La salida será "0" si las entradas A "Y" B están en "1" Símbolo de la compuerta "NAND": Tabla de verdad de las compuertas "NAND": Entrada A Entrada B Salida 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0
  • 6. TEOREMAS DEL ALGEBRA DE BOOLEANA Teorema 1: Cada identidad deducida de los postulados anteriores permanece válida si las Operaciones suma (+) y producto (*) y los elementos 0 y 1 se intercambian entre sí. Este es el principio de dualidad y se deduce de la simetría de los cuatro postulados con respecto a ambas operaciones y a ambos elementos neutros. Teorema 2: Para cada elemento A se cumple que A + 1 = 1 y su dual A * 0 = 0 Demostración: 1=a+ a postulado e) = a + a 0 1 postulado d) = (a + a) 0 (a + 1) postulado c) = 1 0 (a + 1) postulado d) 1 = a + 1 postulado c) Teorema 3: Para cada elemento A del Algebra de Boole se verifica que A + A = A Y su dual A * A = A Demostración:a = a + 0 postulado d) = a + a 0 a postulado e) = (a + a ) 0 (a + a ) postulado c) = (a + a ) postulado e) Teorema 4: Para cada par de elementos A y B del Algebra de Boole, se cumple que: A + A * B = A y su dual A * (A + B) = A ‘’‘Este teorema se conoce como Ley de Absorción. Demostración:’‘’ a = 1 * a postulado d) = (1 + b) * a teorema 2) = (1 * a) + (a * b) postulado c) = a + (a * b) postulado d) Otra forma de demostrar es usando las tablas de verdad: a b a*b a + a*b 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 Son iguales Teorema 5: Para todo elemento A, se verifica que a = a Teorema 6: Leyes de De Morgan. a) a + b + c + d + … = a * b * c * d * … b) a * b * c * d * …=a+b+c+d+…
  • 7. Este teorema define dos nuevas funciones lógicas: NOR (NO-OR) y NAND (NO- AND) Con estos teoremas podemos definir los valores numéricos de las operaciones booleanas OR AND N O T 0 + 0 = 0 0 * 0 = 0 0 = 1 0 + 1 = 1 0 * 1 = 0 1 = 0 1 + 0 = 1 1 * 0 =00=01+1=11*1=11=1 Símbolos Estándar IEEE La simbología estándar para representar las compuertas lógicas es la utilizada hasta ahora en cada uno de los párrafos descriptivos de las mismas; sin embargo el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (Institute of Electrical and Electronics Engineers - IEEE) ha dispuesto la estandarización de los símbolos y que fueron reemplazados por rectángulos y signos cuyo significado es: Un triángulo a la salida indica inversión del nivel lógico. Ausencia del triángulo indica salida ALTA ("1") Un "1" dentro del rectángulo significa que la compuerta tiene una sola entrada. La operación OR se expresa por un símbolo ≥1 dentro del rectángulo. La operación AND se expresa por un símbolo "&" dentro del rectángulo. La operación OR-EXCLUSIVE se expresa por un símbolo "=1" dentro del rectángulo. Estos símbolos se detallan en la Fig.I-32. A la izquierda el símbolo convencional y a la derecha el símbolo IEEE respectivo. En el presente curso se emplea la simbología convencional. aulasvirtuales.moodlehub.com/.../smbolos_estndar.
  • 8. SIMBOLOS ANSI Representa el inicio y el fin de un programa. Entrada/salida (cualquier tipo de introducción de datos en la memoria desde los periféricos “entrada”, o registro de la información procesada en un periférico “salida”. Proceso (cualquier tipo de operación que pueda originar cambio de valor, formato o posición de la información almacenada en memoria, operaciones aritméticas, de transferencia. Decisión (indica operaciones lógicas o de comparación, dando como posible respuesta, si o no, según sea el caso). Salida por impresora (Se utiliza en ocasiones en lugar de E/S. Conector (sirve para enlazar dos partes cualesquiera de un ordinograma a través de un conector en la salida y otro en la entrada. Pantalla (se utiliza en ocasiones en lugar del símbolo de E/S) Llamada o subrutina o un proceso predeterminado (una subrutina es un módulo independiente del programa principal, que recibe una entrada procedente de dicho programa, realiza una tarea y regresa, al terminar el programa principal. Indicador de dirección o línea de flujo (indica el sentido de ejecución de las operaciones.