Compuertas

1. COMPUERTAS LÓGICAS
Las computadoras digitales utilizan el sistema de números binarios, que tiene dos dígitos 0 y 1. Un dígito binario se denomina
un bit. La información está representada en las computadoras digitales en grupos de bits. Utilizando diversas técnicas de
codificación los grupos de bits pueden hacerse que representen no solamente números binarios sino también otros símbolos
discretos cualesquiera, tales como dígitos decimales o letras de alfabeto. Utilizando arreglos binarios y diversas técnicas de
codificación, los dígitos binarios o grupos de bits pueden utilizarse para desarrollar conjuntos completos de instrucciones para
realizar diversos tipos de cálculos.
La información binaria se representa en un sistema digital por cantidades físicas denominadas señales. Las señales eléctricas tales
como voltajes existen a través del sistema digital en cualquiera de dos valores reconocibles y representan una variable binaria igual a
1 o 0.
La lógica binaria tiene que ver con variables binarias y con operaciones que toman un sentido lógico. La manipulación de
información binaria se hace por circuitos lógicos que se denominan Compuertas.
Las compuertas son bloques del hardware que producen señales en binario 1 ó 0 cuando se satisfacen los requisitos de entrada
lógica. Las diversas compuertas lógicas se encuentran comúnmente en sistemas de computadoras digitales. Cada compuerta tiene
un símbolo gráfico diferente y su operación puede describirse por medio de una función algebraica. Las relaciones entrada - salida
de las variables binarias para cada compuerta pueden representarse en forma tabular en una tabla de verdad.
A continuación se detallan los nombres, símbolos, gráficos, funciones algebraicas, y tablas de verdad de las compuertas más usadas.
COMPUERTA BUFFER
La compuerta BUFFER es la más básica de todas, simplemente toma el valor que se le entrega y lo deja pasar tal cual. Esto
sirve para ajustar y aislar niveles lógicos ya que no se pueden conectar infinita cantidad de compuertas a una misma señal, ya
que el voltaje del nivel 1 empieza a decaer y el sistema falla.
Tabla de
verdad
A X
0 0
1 1
COMPUERTA AND
Cada compuerta tiene dos variables de entrada designadas por A y B y una salida binaria designada por x.
La compuerta AND produce la multiplicación lógica AND: esto es: la salida es 1 si la entrada A y la entrada B están
ambas en el binario 1: de otra manera, la salida es 0.
Estas condiciones también son especificadas en la tabla de verdad para la compuerta AND. La tabla muestra que
la salida x es 1 solamente cuando ambas entradas A y B están en 1.
El símbolo de operación algebraico de la función AND es el mismo que el símbolo de la multiplicación de la
aritmética ordinaria (*).
Las compuertas AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la salida es 1 si todas las entradas son
1.
COMPUERTA NAND
Es el complemento de la función AND, como se indica por el símbolo gráfico, que consiste en una compuerta AND
seguida por un pequeño círculo (quiere decir que invierte la señal).
La designación NAND se deriva de la abreviación NOT - AND. Una designación más adecuada habría sido AND
invertido puesto que es la función AND la que se ha invertido.
Las compuertas NAND pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función
AND.

2. COMPUERTA OR
La compuerta OR realiza la función de suma lógica. Cuando se le aplica un 1 a cualquiera de sus entradas el
resultado de salida será uno, independiente del valor de la otra entrada. Excepto cuando las dos entradas
estén en 0 la salida será 0. El símbolo algebraico de la función OR (+), es igual a la operación de aritmética de
suma. Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier
entrada es 1.
COMPUERTA NOR
La compuerta NOR es el complemento de la compuerta OR y utiliza el símbolo de la
compuerta OR seguido de un círculo pequeño (quiere decir que invierte la señal). Las
compuertas NOR pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento
de la función OR.
COMPUERTA NOT
La compuerta NOT es un tanto parecida al buffer salvo por que invierte el valor que se le
entrega. También tiene la utilidad de ajustar niveles pero tomando en cuenta que invierte la
señal. El símbolo algebraico utilizado para el complemento es una barra sobra el símbolo de
la variable binaria. Si la variable binaria posee un valor 0, la compuerta NOT cambia su estado al valor 1 y
viceversa. El círculo pequeño en la salida de un símbolo gráfico de un inversor designa un inversor lógico. Es
decir cambia los valores binarios 1 a 0 y viceversa.
COMPUERTA SEPARADOR (YES)
Un símbolo triángulo por sí mismo designa un circuito separador, el cual no produce ninguna función lógica
particular puesto que el valor binario de la salida es el mismo de la entrada. Este circuito se utiliza simplemente
para amplificación de la señal.
COMPUERTA X-OR
Esta compuerta XOR (or-exclusiva) se comporta de una manera especial. Su característica especial es que el
resultado de salida será 1 si las dos entradas son distintas, sean 0-1 ó 1-0.
Tabla de
verdad X-OR
A B X
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
COMPUERTA X-NOR
Esta compuerta XNOR o Nor exclusiva, también se comporta de una manera especial. Su característica es que el resultado de
salida será 1 si las dos entradas son del mismo valor, sean 0-0 ó 1-1.
Tabla de
verdad X-
NOR
A B X
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1

3. COMPLEMENTO A 1 Y A 2
Este es un sistema que nos permite representar números binarios de forma negativa, en donde el MSB (Bit Más Significativo) es el
bit del signo. Si este bit es 0 entonces el numero binario es positivo (+), si el bit del signo es 1, entonces el número es negativo(-) los
siete bits restantes del registro representan la magnitud del número 1010110, para complementar mejor la explicación tendremos
que dedicarle mucha atención a la explicación de conversiones donde interviene este tipo de numeración, que es bastante utilizado
en los microprocesadores, ya que estos manejan tanto números positivos como números negativos.
Para comprender mejor la conversión de sistema de numeración de este sistema de numeración, hay que tener en cuenta las
siguientes definiciones:
FORMA COMPLEMENTO A 1
El complemento a 1 de un número binario se obtiene cambiando cada 0 por 1 y viceversa. En otras palabras, se cambia cada bit del
número por su complemento.
Figura 14: Complemento a uno
FORMA COMPLEMENTO A 2
El complemento a 2 de un número binario se obtiene tomando el complemento a 1, y sumándole 1 al bit menos
significativo. A continuación se ilustra este proceso para el número 1001 = 9.
Figura 15: Complemento a 2
Cuando se agrega el bit de signo 1 al MSB, el número complemento a 2 con signo se convierte en 10111 y es el número equivalente
al - 9.
BIBLIOGRAFÍA.
http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/int/comp_log.htm
http://www.ladelec.com/teoria/electronica-digital/149-sistemas-de-numeracion-en-complemento-a-2.html
http://pvjl.pbworks.com/f/complemento%20a%202.pdf