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Prova N2 – Sistemas Digitais Pergunta 1 1. Sistemas digitais podem ser classificados como sistemas digitais combinacionais e sistemas digitais sequenciais. Os combinacionais podem ser representados por meio de expressões booleanas, ao passo que os sequenciais têm a capacidade de armazenamento de informações. Sobre os sistemas combinacionais, o valor de saída do circuito depende única e exclusivamente da combinação de suas variáveis de entrada, assim, qualquer alteração de qualquer uma delas pode fazer com que o valor de saída do circuito seja também alterado. Assinale a(s) afirmativa(s) a seguir com V para verdadeira(s) e F para falsa(s). ( ) Portas lógicas são os componentes básicos de sistemas digitais em seu mais baixo nível de abstração. ( ) Uma expressão lógica é interpretada da esquerda para a direita, independentemente dos operadores encontrados. ( ) Toda expressão lógica pode ser representada por meio de uma tabela-verdade. ( ) Uma tabela-verdade contém 2*n linhas, em que “n” representa o número de variáveis de entrada. Agora, assinale a alternativa que contém a sequência correta. V, F, V e F. V, V, F e F. F, V, F e V. V, F, V e V. F, F, V e F. 1 pontos Pergunta 2 1. Contadores binários são circuitos capazes de oferecer, em sua saída, uma sequência numérica. Essa contagem pode ser linear (números subsequentes: crescentes ou decrescentes) caso o contador a ser implementado seja assíncrono ou síncrono ou, ainda, pode ser não linear, caso seja implementado um contador síncrono. Uma das aplicações mais naturais dos contadores consiste na construção de relógios e cronômetros. Suponha que você necessite implementar um cronômetro. Para tanto, esse cronômetro deve possuir dois botões: o de reiniciação (para zerar o valor da contagem) e o de “pausa / recomeço”. Este último, quando pressionado (quando a contagem estiver em curso), faz com que a contagem seja interrompida, e, ao ser pressionado novamente, faz com que a contagem seja retomada. Analise as afirmativas a seguir. I. O botão de reiniciação servirá para jogar um pulso de reset ao contador, e também a um flip-flop “JK”, cuja função é sinalizar o botão “pausa / recomeço”. II. O botão de reiniciação servirá para introduzir o valor lógico “0” em várias portas “AND”, sendo que cada uma delas terá uma entrada conectada ao botão de reiniciação e outra conectada à saída “Q” do flip-flop correspondente. Assim, a saída do cronômetro estará valendo “0”. III. O botão “pausa / recomeço” tem a função de jogar um pulso ao clock de um flip-flop “JK”. A saída desse flip-flop estará conectada à entrada de uma porta “AND”, cuja entrada estará ligada ao clock do circuito (que produzirá a frequência de contagem do cronômetro). A saída dessa porta “AND” será conectada à entrada do clock do contador. IV. O botão “pausa / recomeço” tem a função de jogar o valor lógico “1” ao terminal “J” de um flip-flop “JK”. Nesse caso, o terminal “K” estará permanentemente conectado ao “terra” (GND) do circuito. A saída desse flip- flop estará conectada à entrada de uma porta “AND”, cuja entrada estará ligada ao clock do circuito (que produzirá a frequência de contagem do cronômetro). A saída dessa porta “AND” será conectada à entrada de clock do contador. Agora, assinale a alternativa que traz apenas a(s) afirmativa(s) correta(s). II e III. I e IV. I e II. I e III. II e IV. 1 pontos Pergunta 3 1. Base numérica, ou sistema de numeração, corresponde à forma como representamos uma informação numérica. A quantidade de símbolos passíveis de serem utilizados nos dígitos define uma base numérica. Por exemplo, um dígito hexadecimal pode ser representado pelo dígito “0” até o dígito “F”, perfazendo 16 possibilidades. Por sua vez, a base decimal tem, como valores de seus dígitos, valores de 0 a 9, perfazendo 10 possibilidades. Sobre as bases numéricas, analise as afirmativas a seguir. I. Um tipo “char” na linguagem C, ocupando 1 byte, pode conter 256 valores distintos. II. A grandeza “quilo (K)”, em nosso cotidiano, representa uma grandeza multiplicada por 1000. Porém, na computação, é multiplicada por 1024 em função de 2 10 . III. No sistema octal de numeração, um dígito pode ser representado pelos símbolos “0” até o símbolo “8”. IV. Os sistemas octal e hexadecimal foram criados pensando no número de símbolos passíveis de serem utilizados, levando em consideração 8 e 16 bits, respectivamente. Agora, assinale a alternativa que traz a sequência correta. II e IV. I e II. I, II e III. III e IV. I e III. 1 pontos Pergunta 4 1. Em algumas situações, para aproveitar componentes já utilizados em nosso projeto, temos que aplicar a álgebra booleana para, por exemplo, mudar o tipo do operador lógico. Essa alteração pode ser mais facilmente encontrada sobre os operadores NAND e NOR, denominados “operadores universais” porque permitem que qualquer operação lógica seja implementada utilizando-se apenas operadores NAND ou apenas operadores NOR. Para essa questão, desenvolva os operadores NOT, AND e OR, a fim de que sejam representados apenas por portas NAND. Depois, assinale a alternativa com as expressões equivalentes aos operadores NOT, AND e OR, respectivamente: ~A = ~(A.A) ; A.B = ~[~(A.B) . ~(A.B)] ; A+B = ~[~(A.A) . ~(B.B)]. ~A = ~(A.A) ; A.B = ~[~(A.A) . ~(B.B)]; A+B = ~[~(A.B) . ~(A.B)] . ~A = ~(A.A) ; A.B = ~[~(A.B) . ~(A.B)] ; A+B = ~[~(A.A) + ~(B.B)]. ~A = ~(A.A) ; A.B = ~(A.B . A.B) ; A+B = ~[~(A.A) . ~(B.B)]. ~A = ~(A.A) ; A.B = ~[~(A.B) . ~(A.B)] ; A+B = ~(A . B). 1 pontos Pergunta 5 1. Teoricamente, nos sistemas lógicos digitais utilizamos os valores lógicos “0”, “1” e “X”. Porém, na prática, podemos encontrar exemplos de utilização do valor “Z”. Para essa questão, preencha as definições abaixo associando-as com os valores lógicos “0”, “1”, “X” e “Z”: ( ) Identifica casos nos quais uma certa informação é irrelevante para o resultado da expressão lógica e, consequentemente, para o circuito. ( ) Geralmente associado à alimentação “+Vcc”. ( ) Estado de alta impedância. ( ) Geralmente associado ao “terra” do circuito ( GND – Ground) Assinale a alternativa que contenha a sequência correta dos valores lógicos: .X ; 1; Z ; 0. .Z ; 1; X ; 0. .X ; 0; Z ; 1. .X ; 1; 0 ; Z. .0 ; Z; 1 ; X. 1 pontos Pergunta 6 1. Circuitos contadores binários assíncronos podem ser utilizados para gerar formas de onda. Para tanto, conecta-se os seus terminais de saída a um componente denominado “conversor digital-analógico” (DAC - Digital-analogic Converter). Um DAC é capaz de receber, em suas entradas, uma palavra digital e convertê-la para um sinal analógico. Assim, sua saída terá uma variação de voltagem correspondente ao valor binário digital inserido em sua entrada. Na figura a seguir temos, em (a) uma onda “dente de serra” obtida a partir de um contador assíncrono crescente. Em (b), a onda “dente de serra” é gerada utilizando-se um contador assíncrono decrescente. Em (c), temos a figura de uma onda “triangular”. Fonte: elaborada pelo autor, 2019. Analise as afirmativas a seguir e assinale com “V” as verdadeiras e com “F” a(s) falsa(s). ( ) Um gerador de onda triangular pode ser obtido com um contador do tipo crescente/decrescente, cuja funcionalidade varia automaticamente. ( ) Não é possível implementar um gerador de onda triangular utilizando-se contadores binários assíncronos. Devem ser usados apenas contadores binários síncronos. ( ) A funcionalidade crescente/decrescente pode ser trocada automaticamente por meio da utilização de um flip-flop do tipo “JK”, com os seus terminais “J” e “K” conectados aos nível lógico “1”. O clock do flip-flop “JK” é obtido quando a contagem chegar ao seuvalor limite (por exemplo, em um contador de 3 bits, valor 7 na contagem crescente e valor 0 na decrescente). ( ) A funcionalidade crescente/decrescente pode ser trocada automaticamente por meio da utilização de um flip-flop do tipo “JK”, com os seus terminais “J” e “K” conectados aos nível lógico “1”. O clock do flip-flop “JK” é obtido utilizando-se um outro contador que gera um pulso toda vez que o seu bit mais significativo realizar a transição de “1” para “0”, ou seja, quando a contagem for reiniciada. Assinale a alternativa que traz a sequência correta. F; F; V; V. V; F; F; V. V; F; V; F. F; V; F; F. V; F; V; V. 1 pontos Pergunta 7 1. A conversão de um valor representado por um sistema de numeração qualquer para o sistema decimal pode ser realizada por um processo de fatoração, utilizando-se a própria base. Esse processo originou o nome da representação binária BCD8421. Para essa questão, imagine a existência de uma base 5. Caso fôssemos converter os valores 4103 e 2312 para o sistema decimal, quais valores teríamos, respectivamente? 528 e 331. 530 e 330. 527 e 329. 530 e 331. 528 e 330. 1 pontos Pergunta 8 1. Na matemática, em algumas situações, devemos utilizar o módulo de um número, o qual representa apenas sua parte positiva. Assim, o módulo de um número positivo é o próprio número e o módulo de um número negativo é o número invertido (multiplicado por “-1”). Por exemplo, o módulo de 5 vale o próprio valor 5. Por sua vez, o módulo de -7 é obtido pelo valor multiplicado por (-1), ou seja, resulta no valor 7. A noção de módulo pode ser aplicada a qualquer valor numérico, independentemente da base utilizada. A partir dessas informações, analise as proposições a seguir. I. O bit mais significativo do número pode ser conectado ao bit de seleção de um MUX 2:1, de forma que ele possa selecionar o próprio número ou o inverso do número. II. O inverso de um número pode ser obtido por intermédio de um circuito somador, que recebe, em uma de suas entradas, as saídas de portas “NOT”, e, na outra entrada, o valor 1. As portas “NOT” recebem em suas entradas os bits do número. III. Para realizar o módulo, basta selecionar, por meio de um MUX cujo bit de seleção é o bit mais significativo do número, o próprio número ou os bits do número passados por portas “NOT”. IV. Basta aplicar o complemento 2 do número. Agora, assinale a alternativa que traz somente a(s) correta(s). II e III. I, apenas. III e IV. I e III. I e II. 1 pontos Pergunta 9 1. Suponha que exista a necessidade de proteger uma horta em condições de chuva ou de sol excessivo. A proteção consiste em ativar uma cobertura retrátil que irá ser fechada ou aberta. Para tanto, suponha que existam as seguintes variáveis: • L = quando “1”, indica que há sol excessivo • C = quando “1” indica chuva em excesso • Aberto = quando “1” significa que a cobertura está aberta, deixando a horta exposta • Fechado = quando “1” significa que a cobertura está fechada, deixando a hora protegida. As variáveis “Aberto” e “Fechado” nunca poderão assumir o valor “1” simultaneamente. Como saídas, suponha que existam duas variáveis: “ABRE” para indicar a ação de abrir a cobertura (ativar a abertura no nível “1”) e “FECHA” – quando assumido o valor “1”, indica que a ação de fechamento da cobertura, protegendo a horta, está em execução. Assinale a alternativa que contenha as expressões relativas de “ABRE” e “FECHA”: .ABRE = ~L.~C.~Aberto ; FECHA = (L + C).~Fechado. .ABRE = ~L.~C.Aberto ; FECHA = (L + C).~Fechado. .ABRE = ~L.~C.~Aberto ; FECHA = (L + C).Fechado. .ABRE = (~L+~C).~Aberto ; FECHA = (L + C).~Fechado. .ABRE = ~L.~C.~Aberto ; FECHA = (~L + ~C).~Fechado. 1 pontos Pergunta 10 1. Contadores binários podem ser classificados em contadores binários assíncronos e contadores binários síncronos. Nos circuitos assíncronos, o sinal de clock não é uniforme a todos os flip-flops envolvidos, como em um contador síncrono. Isso faz com que não sejam possíveis contagens não lineares. Por sua vez, como o sinal de clock é único nos contadores síncronos, podemos implementar contagens não lineares. Para tanto, circuitos combinacionais para gerar os valores a serem atribuídos aos terminais “J” e “K” devem ser implementados. Suponha que seja necessária a implementação de um contador cuja contagem consiste em: 0 → 5 → 2 → 4 → 6. Na ocorrência de alguma falha do circuito, levando o valor corrente para 1, 3 ou 7, deve-se fazer com que o valor volte a ser 0 no próximo pulso de clock. Atribuindo as identificações “A” (bit mais significativo), “B” e “C” (bit menos significativo), construa o contador binário síncrono que atenda à especificação da contagem apresentada. Assinale a alternativa que contém as expressões combinacionais relativas aos terminais “J” e “K” do bit mais significativo (bit “A”): JA = C; KA = B + C. JA = ~C; KA = B . C. JA = ~C; KA = B + C. JA = A + C; KA = B + C. JA = ~C; KA = A + C.
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