Atividade Estruturada 1 á 4

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Atividade Estruturada 1: Palavra de Dados
	Em ciência da computação, palavra (em inglês: word) é a unidade natural de informação usada por cada tipo de computador em particular. É uma sequência de bits de tamanho fixo que é processado em conjunto numa máquina. O número de bits em uma palavra (o tamanho ou comprimento da palavra) é uma característica importante de uma arquitetura de computador. Ela é refletida em vários aspectos de sua estrutura e sua operação. Ela indica a unidade de transferência entre a CPU e memória principal.
	Em geral, a maioria dos registradores em um computador possuem o mesmo comprimento da palavra. A quantidade de dados transferidos entre os processadores e a memóriaé também geralmente uma palavra. Em sistemas simples, o dado é transferido através dum barramento, geralmente do tamanho da palavra ou meia palavra. O endereço de memória geralmente deve caber numa palavra.
	O valor numérico típico manipulado por um computador é geralmente do tamanho da palavra. Tipos inteiros podem estar disponibilizados em diferentes tamanhos, mas pelo menos um deles geralmente é o da palavra. Havendo outras opções, elas geralmente são múltiplas ou frações do palavra. Tamanhos fracionados são usados para utilizar a memória de forma mais eficiente. Entretanto, ao serem carregados no processador, geralmente ocupam o tamanho da palavra. Tipos flutuantes geralmente possuem tamanho da palavra ou de múltiplos.
	Computadores modernos possuem tamanho de palavra de 16, 32 e 64 bits. Entretanto, vários outros tamanhos já foram usados no passado, incluindo 8, 9, 12, 18, 24, 36, 39, 40, 48 e 60 bits. Alguns dos primeiros computadores eram decimais ao invés de binários, possuindo palavras de tamanho 10 ou 12, e alguns dos primeiros computadores não possuíam tamanho de palavra fixado.
Tipos De Dados
	 Tipos de variáveis ou dados é uma combinação de valores e de operações que uma variável pode executar, o que pode variar conforme o sistema operacional e a linguagem de computador. São utilizados para indicar ao compilador ou interpretador as conversões necessárias para obter os valores em memória durante a construção do programa. O tipo de dado ajuda também o programador a detectar eventuais erros envolvidos com semântica das instruções, erros esses detectados naanálise semântica dos compiladores.
	Dependendo da linguagem de programação, o tipo de um dado é verificado diferentemente, de acordo com a análise léxica, sintática e semântica do compilador ou interpretador da linguagem. Os tipos têm geralmente associações com valores na memória ou com objetos (para uma linguagem orientada a objeto) ou variáveis.
Tipo Estatico e Dinâmico
	A verificação do tipo de um dado é feita de forma estática em tempo de compilação ou de forma dinâmica em tempo de execução. Em C, C++, Java e Haskell os tipos são estáticos, em Scheme, Lisp, Smalltalk, Perl, PHP, Visual Basic, Ruby e Python são dinâmicos.
	Linguagens implementadas com tipificação forte (linguagem fortemente tipificada), tais como Java e Pascal, exigem que o tipo de dado de um valor seja do mesmo tipo da variável ao qual este valor será atribuído. 
Tipo Primitivo e Tipo Composto
	Um tipo primitivo (também conhecido por nativo ou básico) é fornecido por uma linguagem de programação como um bloco de construção básico. Dependendo da implementação da linguagem, os tipos primitivos podem ou não possuir correspondência direta com objetos na memória.
	Um tipo composto pode ser construído em uma linguagem de programação a partir de tipos primitivos e de outros tipos compostos, em um processo chamado composição.
	Em C, cadeias de caracteres são tipos compostos, enquanto em dialetos modernos de Basic e em JavaScript esse tipo é nativo da linguagem.
	Tipos primitivos típicos incluem caracter, inteiro (representa um sub-conjunto dos números inteiros, com largura dependente do sistema; pode possuir sinal ou não), ponto flutuante (representa o conjunto dos números reais), booleano (lógica booleana, verdadeiro ou falso) e algum tipo de referência (como ponteiro ou handles).
	Tipos primitivos mais sofisticados incluem tuplas, listas ligadas, números complexos, números racionais e tabela hash, presente sobretudo em linguagens funcionais.
	Espera-se que operações envolvendo tipos primitivos sejam as construções mais rápidas da linguagem. Por exemplo, a adição de inteiros pode ser feita com somente uma instrução de máquina, e mesmo algumas CPUs oferecem instruções específicas para processar sequências de caracteres com uma única instrução. A maioria das linguagens não permite que o comportamento de um tipo nativo seja modificado por programas. Como exceção, Smalltalk permite que tipos nativos sejam estendidos, adicionando-se operações e também redefinindo operações nativas.
	Uma estrutura em C e C++ é um tipo composto de um conjunto determinado de campos e membros. O tamanho total da estrutura para o tipo composto corresponde a soma dos requerimentos de cada campo da estrutura, além de um possível espaço para alinhamento de bits.
Estrutura de Dados
	Estrutura de dados é um modo particular de armazenamento e organização de dados em um computador de modo que possam ser usados eficientemente.[1] [2]
	Diferentes tipos de estrutura de dados são adequadas a diferentes tipos de aplicação e algumas são altamente especializadas, destinando-se a algumas tarefas específicas. Por exemplo, as B-trees são particularmente indicadas para a implementação de bases de dados, enquanto que a implementação de compiladores geralmente requer o uso de tabela de dispersão para a busca de identificadores.
	Estruturas de dados e algoritmos são temas fundamentais da ciência da computação, sendo utilizados nas mais diversas áreas do conhecimento e com os mais diferentes propósitos de aplicação. Sabe-se que algoritmos manipulam dados. Quando estes dados estão organizados (dispostos) de forma coerente, caracterizam uma forma, uma estrutura de dados. A organização e os métodos para manipular essa estrutura é que lhe conferem singularidade e diminuição do espaço ocupado pela memória RAM, além de tornar o código-fonte do programa mais enxuto e simplificado.
	As estruturas de dados são chamadas tipos de dados compostos que dividem-se em homogêneos (vetores e matrizes) e heterogêneos (registros):
	As estruturas homogêneas são conjuntos de dados formados pelo mesmo tipo de dado primitivo.
	As estruturas heterogêneas são conjuntos de dados formados por tipos de dados primitivos diferentes (campos do registro) em uma mesma estrutura.
	A escolha de uma estrutura de dados apropriada pode tornar um problema complicado em um de solução relativamente simples. O estudo das estruturas de dados está em constante desenvolvimento (assim como o de algoritmos), mas, apesar disso, existem certas estruturas clássicas que se comportam como padrões.
Atividade Estruturada 2: Circuito Aritmetico
	Circuito Aritmético é um tipo de circuitos combinatórios que executa operações de subtração, adição, multiplicação, divisão, and/or lógico ou qualquer outra função que possa ser implementada em um circuito combinatório. São chamadas de ULA (unidade lógica aritmética) ou ALU do inglês.
Circuito Somador
	Adição Binária é a operação mais simples de Circuito Aritmético é a de adição. A adição binária(0 1) é executada da mesma forma que a decimal (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9), inclusive no "Vai-Um" (Carry Out, de saída, e Carry In, de entrada) como pode ser entendida no exemplo dado abaixo. Quando somamos dois números binário começamos pela coluna menos significativa (que representa unidade entre centena, dezena, etc.).
  (e "vai" 1)
	Aqui podemos ver uma adição de 2 bits que acaba resultando em 4 possibilidades
Meio Somador
	O circuito combinacional que executa 2 bits é denominado de Meio Somador. O circuito Meio Somador consiste em 2 entradas e 2 saídas. Podemos designar as 2 entradas pelos 2 bits a serem de entrada que serão somados e as 2 saídas que são a Soma.
Abaixo temos a tabela verdade de um CircuitoMeio Somador:
Meio Somador
	X
	Y
	S
	A
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	1
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	1
	0
	1
	As expressões 'X' e 'Y' são os valores de entrada.O 'A' expressa uma operação AND entre X e Y, e 'S' expressa a operação XOR entre X e Y.
	O circuito Meio Somador tem este nome porque ele não leva em consideração os resultados de somas menos significativas. Para casos em que a entrada menos significativa, denominada carry seja considerada, usamos a denominação de circuitos de Somador Completo. Esses circuitos executam a soma dos 2 bits levando em consideração as entradas menos significativas de bit de carry. Este somador tem as mesmas saídas do Meio Somador, são elas a Soma e o Carry.
Somador Completo
Bloco Somador Completo
	O Somador Completo como citado acima possui Carry In. Ele é utilizado para somar números de pelo menos 2 casas. Isso é possível Cascateando um Meio-Somador com Somadores Completos.
Somador Completo
	X
	Y
	C
	S
	A
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	1
	0
	0
	1
	0
	1
	0
	0
	1
	1
	0
	1
	1
	0
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	1
	1
	0
	0
	1
	1
	1
	1
	1
	1
	As expressões 'X' e 'Y' são os valores de entrada. O 'C' é o Carry In, o 'A' expressa uma operação AND entre X e Y, e 'S' expressa a operação XOR entre X e Y.
Circuito Subtrator
Subtração Binária
	Na subtração procede-se da mesma maneira que na subtração decimal, porém o "Vai-Um" é colocado no algarismo de baixo.
 e "empresta" 1
	Aqui podemos ver uma subtração de 2 bits que acaba resultando em 4 possibilidades.
Meio Subtrator
	O circuito subtrator é o circuito que executa a subtração binária, porém este tipo de circuito não possui o Carry In (apesar de ter Carry Out). É utilizado para subtrações de apenas dois bits ou inícios de cascateamento de circuitos subtratores completos. O circuito Meio Subtrator consiste em 2 entradas e 2 saídas. Podemos designar as 2 entradas pelos 2 bits a serem de entrada que serão subtraidos e as 2 saídas que são a Subtração e o Carry Out.
	Abaixo temos a tabela verdade de um Circuito Meio Subtrator:
Meio Subtrator
	X
	Y
	S
	A
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	1
	1
	1
	0
	1
	0
	1
	1
	0
	0
	As expressões 'X' e 'Y' são os valores de entrada. O 'A' expressa uma operação AND entre X e Y com a entrada X negada (X'), e 'S' expressa a operação XOR entre X e Y.
	O circuito Meio Subtrator tem este nome porque ele não leva em consideração os resultados de subtração menos significativasm igual no Meio Somador. Para casos em que a entrada menos significativa, denominada carry seja considerada, usamos a denominação de circuitos de Subtrator Completo. Esses circuitos executam a subtração dos 2 bits levando em consideração as entradas menos significativas de bit de carry. Este subtrator tem as mesmas saídas do Meio Subtrator, são elas a Subtração e o Carry.
Subtrator Completo
	O Subtrator Completo como citado acima possui Carry Out. Ele é utilizado para subtrair números de pelo menos 2 casas. Isso é possível Cascateando um Meio-Subtrator com Subtradores Completos.
Subtrador Completo
	X
	Y
	C
	S
	A
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	1
	1
	0
	1
	0
	1
	1
	0
	1
	1
	0
	1
	1
	0
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	0
	0
	1
	1
	0
	0
	0
	1
	1
	1
	1
	1
	As expressões 'X' e 'Y' são os valores de entrada.O 'C' expressa o Carry Out, o 'A' expressa uma operação AND entre X e Y, e 'S' expressa a operação XOR entre X, Y e C.
Somadores de Palavras Binárias 2 bits
	A soma de palavras binárias necessita 'N' somadores inteiros estejam em paralelo sendo que as palavras possuem ‘N’ bits.
	O somador para duas palavras binárias que possua "n" bits é formado pela ligação de "N" somadores completos sendo que o "vai um" de uma posiçao é usado como o "vem um" da esquerda da posição seguinte. O "vem um " da direita será aterrado.
Atividade Estruturada 3: Decodificador
	Os decodificadores são circuitos lógicos que convertem informações de um código para outro. 
	Uma das maiores aplicações dos decodificadores está na conversão de informações de um código para o acionamento de displays, de forma que algarismos ou letras codificadas digitalmente sejam mais compreensíveis aos usuários. 
Decodificador BCD – 7 Segmentos 
	Este é um dos decodificadores mais utilizados em sistemas digitais porque converte informações codificadas em BCD para um código especial que, aplicado ao display de 7 segmentos, fornece visualmente as informações. Os displays de 7 segmentos são dispositivos formados por 7 leds, dispostos com mostra a figura abaixo: 
	Cada um dos 7 segmentos do display é formado por um led, e estes 7 leds podem estar conectados pelo catodo (catodo comum), acendendo quando recebem o nível lógico “1”, ou pelo anodo (anodo comum), acendendo quando recebem o nível lógico “0”. Decodificador Código binário de entrada Código binário de saída.
	Cada um dos 7 segmentos do display é formado por um led, e estes 7 leds podem estar conectados pelo catodo (catodo comum), acendendo quando recebem o nível lógico “1”, ou pelo anodo (anodo comum), acendendo quando recebem o nível lógico “0”. 
	Exemplo: Para o código em BCD igual à 0000, sendo o equivalente ao algarismo decimal zero, somente o segmento “g” do display deve permanecer apagado. 
	Para o código BCD em 0101, com equivalente em decimal igual ao algarismo decimal 5: 
	O mesmo raciocínio é utilizado para o restante dos algarismos de 0 à 9, e os números decimais podem ser representados utilizando-se um display de 7 segmentos para cada casa decimal. Alguns displays podem possuir um segmento a mais no formato de ponto para indicar casas decimais. Tabela verdade para o decodificador BCD - 7 Segmentos para display catodo comum: 
Atividade Estruturada 2: Circuito Aritmético
	Circuito Aritmético é um tipo de circuitos combinatórios que executa operações de subtração, adição, multiplicação, divisão, and/or lógico ou qualquer outra função que possa ser implementada em um circuito combinatório. São chamadas de ULA (unidade lógica aritmética) ou ALU do inglês.
Circuito Somador
	Adição Binária é a operação mais simples de Circuito Aritmético é a de adição. A adição binária(0 1) é executada da mesma forma que a decimal (0 1 2 3 4 5 6 7 8 9), inclusive no "Vai-Um" (Carry Out, de saída, e Carry In, de entrada) como pode ser entendida no exemplo dado abaixo. Quando somamos dois números binário começamos pela coluna menos significativa (que representa unidade entre centena, dezena, etc.).
 e "vai" 1
Aqui podemos ver uma adição de 2 bits que acaba resultando em 4 possibilidades.
Meio Somador
	O circuito combinacional que executa 2 bits é denominado de Meio Somador. O circuito Meio Somador consiste em 2 entradas e 2 saídas. Podemos designar as 2 entradas pelos 2 bits a serem de entrada que serão somados e as 2 saídas que são a Soma.
Abaixo temos a tabela verdade de um Circuito Meio Somador:
Meio Somador
	X
	Y
	S
	A
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	1
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	1
	0
	1
	
	As expressões 'X' e 'Y' são os valores de entrada.O 'A' expressa uma operação AND entre X e Y, e 'S' expressa a operação XOR entre X e Y.
	O circuito Meio Somador tem este nome porque ele não leva em consideração os resultados de somas menos significativas. Para casos em que a entrada menos significativa, denominada carry seja considerada, usamos a denominação de circuitos de Somador Completo. Esses circuitos executam a soma dos 2 bits levando em consideração as entradas menos significativas de bit de carry. Este somador tem as mesmas saídas do Meio Somador, são elas a Soma e o Carry.
Somador Completo
	O Somador Completo como citado acima possui Carry In. Ele é utilizado para somar números de pelo menos 2 casas. Isso é possível Cascateando um Meio-Somador com Somadores Completos.
Somador Completo
	X
	Y
	C
	S
	A
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	1
	0
	0
	1
	0
	1
	0
	0
	1
	1
	0
	1
	1
	00
	1
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	1
	1
	0
	0
	1
	1
	1
	1
	1
	1
	As expressões 'X' e 'Y' são os valores de entrada. O 'C' é o Carry In, o 'A' expressa uma operação AND entre X e Y, e 'S' expressa a operação XOR entre X e Y.
Circuito Subtrator
Subtração Binária
	Na subtração procede-se da mesma maneira que na subtração decimal, porém o "Vai-Um" é colocado no algarismo de baixo.
 e "empresta" 1
	Aqui podemos ver uma subtração de 2 bits que acaba resultando em 4 possibilidades.
Meio Subtrator
	O circuito subtrator é o circuito que executa a subtração binária, porém este tipo de circuito não possui o Carry In (apesar de ter Carry Out). É utilizado para subtrações de apenas dois bits ou inícios de cascateamento de circuitos subtratores completos. O circuito Meio Subtrator consiste em 2 entradas e 2 saídas. Podemos designar as 2 entradas pelos 2 bits a serem de entrada que serão subtraidos e as 2 saídas que são a Subtração e o Carry Out.
	Abaixo temos a tabela verdade de um Circuito Meio Subtrator:
Meio Subtrator
	X
	Y
	S
	A
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	1
	1
	1
	0
	1
	0
	1
	1
	0
	0
	As expressões 'X' e 'Y' são os valores de entrada. O 'A' expressa uma operação AND entre X e Y com a entrada X negada (X'), e 'S' expressa a operação XOR entre X e Y.
	O circuito Meio Subtrator tem este nome porque ele não leva em consideração os resultados de subtração menos significativasm igual no Meio Somador. Para casos em que a entrada menos significativa, denominada carry seja considerada, usamos a denominação de circuitos de Subtrator Completo. Esses circuitos executam a subtração dos 2 bits levando em consideração as entradas menos significativas de bit de carry. Este subtrator tem as mesmas saídas do Meio Subtrator, são elas a Subtração e o Carry.
Subtrator Completo
	O Subtrator Completo como citado acima possui Carry Out. Ele é utilizado para subtrair números de pelo menos 2 casas. Isso é possível Cascateando um Meio-Subtrator com Subtradores Completos.
Subtrador Completo
	X
	Y
	C
	S
	A
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	1
	1
	0
	1
	0
	1
	1
	0
	1
	1
	0
	1
	1
	0
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	0
	0
	1
	1
	0
	0
	0
	1
	1
	1
	1
	1
	As expressões 'X' e 'Y' são os valores de entrada.O 'C' expressa o Carry Out, o 'A' expressa uma operação AND entre X e Y, e 'S' expressa a operação XOR entre X, Y e C.
	Somadores de Palavras Binárias 2 bits
	A soma de palavras binárias necessita 'N' somadores inteiros estejam em paralelo sendo que as palavras possuem ‘N’ bits.
	O somador para duas palavras binárias que possua "n" bits é formado pela ligação de "N" somadores completos sendo que o "vai um" de uma posiçao é usado como o "vem um" da esquerda da posição seguinte. O "vem um " da direita será aterrado.
Atividade Estruturada 4: Contadores Assíncronos
	Contadores são dispositivos de múltiplas e importantes aplicações e, na Eletrônica Digital, são facilmente implementados com flip-flops. Esta página trata de contadores assíncronos, assim denominados porque as entradas de controle (clock) dos diversos flip-flops que os compõem não trabalham na mesma frequência.
Contador Assíncrono Básico
	Neste exemplo são usados 4 flip-flops tipo mestre-escravo ligados em cascata, com a saída Q de cada ligada à entrada de clock do seguinte. As entradas J e K de cada flip-flop são mantidas no nível 1.
	Supondo que inicialmente todos os flip-flops estão no nível 0, o comportamento pode ser visto pelos gráficos da Figura 02.
	Também é suposto que, a partir de determinado instante, uma sequência de pulsos retangulares é aplicada na entrada de clock E do flip-flop número 0, conforme gráfico superior da figura mencionada.
	Na item anterior foi visto que flip-flops tipo mestre-escravo só mudam de estado na descida (transição de 1 para 0) dos pulsos de clock. Assim, a saída do flip-flop 0 não acompanha exatamente a entrada de clock e o resultado é uma sequência de pulsos com o dobro da largura. E de forma análoga para os demais. Desde que os flip-flops estão ligados em cascata, as larguras de pulso dobram em cada etapa, o que é claramente visto no gráfico.
	Na tabela acima os valores da coluna E são apenas números sequenciais dos pulsos de entrada e as demais colunas contêm os níveis lógicos das saídas de acordo com os gráficos anteriores, considerando S3 o dígito mais significativo. Pode-se notar que os valores das saídas correspondem às contagens em números binários dos pulsos de entrada. E o processo é reiniciado após o décimo sexto pulso.
	Voltando aos gráficos da Figura 02, pode-se verificar que o circuito opera também como um divisor de frequência. Se as larguras dos pulsos, isto é, os períodos são dobrados, as frequências são reduzidas pela metade porque frequência é o inverso do período. S0 tem frequência igual à metade da de entrada, S1 a metade da de S0 e assim sucessivamente, ou seja, cada flip-flop divide a frequência por 2.
Contador Assíncrono De Década 
	O circuito do tópico anterior conta sequências de 16 pulsos e não é difícil concluir que esse número é resultado de 2n, onde n é o número de flip-flops (4 no caso). Entretanto, em muitos casos, é necessário que a contagem seja feita em sequências de 10 pulsos (ou décadas), a base usual de numeração.
	Desde que 10 não é potência inteira de 2, pode ser usado o artifício indicado na Figura 01 deste tópico: uma porta NAND com a saída conectada nas entradas CLEAR dos flip-flops.
Fig 01
	As entradas da porta recebem os valores S3, S2 (equivalente a Q do flip-flop 2), S1 e S0 (equivalente a Q do flip-flop 0).
	Assim, quando o valor nessas entradas for igual a 1010 (10 em binário), as entradas CLEAR serão nulas, zerando os flip-flops e reiniciando a contagem. O artifício pode ser ajustado para qualquer tamanho da sequência, desde que menor que 2n, onde n é o número de flip-flops. 
Contadores Assíncronos Decrescentes
	Os circuitos vistos até aqui contam de forma crescente. Algumas aplicações exigem forma contrária, isto é, decrescente. Na contagem decrescente, as saídas são complementos dos valores da tabela 01 do tópicoContador assíncrono básico, ou seja, 1111, 1110, etc.
	Assim, um meio de se obter contagem decrescente é simplesmente considerar, no circuito da Figura 01 do tópico Contador assíncrono básico, as saídas S0 a S3 como as saídas Q dos respectivos flip-flops, conservando as ligações entre Q e CK dos flip-flops adjacentes.
Fig. 01
	Outra forma é modificar o circuito para o da Figura 01 deste tópico: as entradas de clock recebem as saídas Q e não Q, permanecendo estas últimas como saídas. A análise gráfica pode ser feita de forma similar ao tópico 3 e, por isso, não é comentada.
	Havendo necessidade de contagem crescente ou decrescente, pode ser usado um arranjo conforme circuito da Figura 02. 
Fig. 02
	Os três blocos B atuam como chaves lógicas e o circuito se comporta como o da Figura 01 do tópico Contador assíncrono básico (crescente) ou o da Figura 01 do tópico anterior (decrescente), dependendo do nível lógico da entrada de controle C.