UFMT 1) IDENTIFICAÇÃO: Disciplina: Lógica Matemática e Elementos de Lógica Digital Ministério da Educação UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO PRÓ-REITORIA DE ENSINO DE GRADUAÇÃO PLANO DE ENSINO Curso: Ciência da Computação Código da disciplina: Período Letivo: 2015/1 Professor: Lívia Lopes Azevedo Carga Horária: 96 h EMENTA: Sistemas dicotômicos, operações lógicas sobre proposições, construção da tabela verdade, relações de implicação e equivalência, argumento válido, técnicas dedutivas, álgebra booleana e minimização de funções. Dispositivos eletrônicos semicondutores: Noções da física dos semicondutores. Implementação de Portas Lógicas. Famílias Lógicas. Implementação de circuitos básicos combinacionais e seqüenciais. OBJETIVOS: Geral: Proporcionar ao aluno a compreensão de conceitos e resultados básicos da ementa, fornecendo a ele conhecimento e técnicas que lhe sejam úteis em estudos referentes à computação. Apresentar os diferentes circuitos utilizados em projetos digitais e a forma como tais circuitos são utilizados na prática. Orientar o aluno a projetar um circuito digital para fim específico, bem como fazer o interfaceamento de dispositivos digitais com dispositivos analógicos. Especifico: Entender os conceitos fundamentais de lógica digital. Estudo de Sistemas Digitais Combinacionais. Estudo de Sistemas Digitais Sequenciais. Habilitar o aluno a realizar análise e síntese de circuitos digitais. Apresentação e utilização dos Dispositivos de Lógica Programável. PROGRAMA: O programa seguirá aos seguintes tópicos: I) Conteúdo programático 1) Conceitos básicos de lógica lógica proposicional Operações lógicas sobre proposições (negação, conjunção, disjunção inclusiva ou soma lógica, disjunção exclusiva, condicional, bicondicional; Sistema de numeração 2) Comportamento analógico e digital 3) Álgebra booleana e circuitos lógicos Construção de tabela-verdade Blocos lógicos: AND, OR e NOT Combinações de portas Implementação de circuitos a partir de expressões lógicas Postulados Teorema de De Morgan Funções NAND e NOR Simplificação algébrica Mapa de Karnaugh Projetos de circuitos lógicos 4) Circuitos combinacionais Funções XOR e XNOR Sistema de numeração (decimal, binária, octal, hexadecimal e operações) e códigos Circuitos codificadores e decodificadores
Circuitos aritméticos Representação de números com sinais Operações aritméticas digitais: BCD Somador completo Somador paralelo Circuitos multiplexadores e demultiplexadores Aplicações 5) Circuitos seqüenciais Flip-flop e suas aplicações Contadores assíncronos Circuitos seqüenciais (estados) Contadores síncronos Registradores 6) Circuitos de memória Definições Introdução: conexão entre memória e processador 7) Introdução ao Microprocessador II) Atividades em laboratório: 1) Apresentação das regras de avaliação da parte prática, normas do laboratório, apresentação de uso dos equipamentos; 2) Familiarização com os equipamentos de experiências recursos principais; normas básicas de segurança e procedimentos para inicio de experiências; 3) Conhecer e testar as portas lógicas básicas: CI s da família 74xx; 4) Implementação de circuitos com as portas lógicas básicas; determinação da função de circuito obtendo sua expressão lógica e tabela de verdade; 5) Portas lógicas NAND e NOR; relações e equivalência; obtenção de circuito a partir da montagem do circuito; 6) Leis de De Morgan; obtenção da expressão a partir da tabela e montagem do circuito; 7) Implementação de circuitos com uso de Flip Flop 8) Contadores síncronos e assíncronos Atividade alternativa utilizando todos os recursos anteriores Proposta de desenvolvimento de um somador a ser desenvolvido em etapas desenvolvimento do decodificador e display: etapa 1 do projeto; desenvolvimento somador binário (somador e subtrator); etapa 2 do projeto, desenvolvimento da correção BCD - etapa 3 do projeto; projeto e circuitos multiplexadores e demultiplexadores digitais, etapa 4 do projeto (seletor); dispositivos básicos de memória e etapa 5 do projeto (chaves sem rebatimento pulso 1 e 2); desenvolvimento da etapa 6 do projeto (contador BCD); controladores síncronos e etapa 7 do projeto (gerador de sinal de controle); desenvolvimento da etapa 8 do projeto (registrador A e B) interligar os CI s 7475, 7476, e 74153, preparando para a execução do trabalho final; apresentação do trabalho completo comunicação, discussão e entrega de resultados PROCEDIMENTOS DE ENSINO: O curso terá dois momentos, um dedicado à teoria e outro dedicado à prática em laboratório, sendo conduzido da seguinte forma: Aulas teóricas expositivas e dialogadas; Aulas práticas de laboratório e exercícios Trabalhos práticos extra-classe
Entrega de relatórios imediatamente após a realização do experimento RECURSOS: Datashow, quadro branco, laboratório de eletrônica, internet e trabalhos em grupo. AVALIAÇÃO: O processo de avaliação será feito segundo a Resolução do CONSEPE 14/99 e Cursos Seriados/CONSEPE 27/99. Serão obtidas duas notas bimestrais. A nota de cada bimestre será obtida pelas atividades, trabalhos e avaliações realizadas no período. A média final será a média aritmética das notas dos dois bimestres. BIBLIOGRAFIA BÁSICA: Tocci, R.J., Widmer, N. S., Sistemas digitais princípios e aplicações, Ed. LTC, RJ, 2005 Alexandre, M., R. Z., Eletrônica digital curso prático e exercícios, Editora MZ, RJ, 2005 Hexsel, Roberto A., Sistemas digitais e microprocessadores, UFPR, 2006, disponível em: http://www.inf.ufpr.br/roberto/microprocessadores.pdf Daghlian, J. Lógica e Álgebra de Boole, Atlas, São Paulo, 1995. Cesar, A. Mortari. Introdução à Lógica, Ed. Unesp, São Paulo, 2001. Sousa, J. N. Lógica para a Ciência da Computação, Ed. Campus, São Paulo, 2002. Material disponibilizado pelo professor na página da disciplina: http://araguaia2.ufmt.br/professor/docente.php?id_docente=90 Livro sistemas digitais princípios e aplicações, Tocci, R.J., Widmer, N. S., Ed. LTC, RJ, 2005 Caderno de laboratório PROFESSOR:... Aprovação: COLEGIADO DE CURSO:... CONGREGAÇÃO:... Em, 02/03/15. Em, _.../.../... Em,.../.../...
III) Conteúdo programático 8) Conceitos básicos de lógica lógica proposicional Operações lógicas sobre proposições (negação, conjunção, disjunção inclusiva ou soma lógica, disjunção exclusiva, condicional, bicondicional; Sistema de numeração 9) Comportamento analógico e digital 10) Álgebra booleana e circuitos lógicos Construção de tabela-verdade Blocos lógicos: AND, OR e NOT Combinações de portas Implementação de circuitos a partir de expressões lógicas Postulados Teorema de De Morgan Funções NAND e NOR Simplificação algébrica Mapa de Karnaugh Projetos de circuitos lógicos 11) Circuitos combinacionais Funções XOR e XNOR Sistema de numeração (decimal, binária, octal, hexadecimal e operações) e códigos Circuitos codificadores e decodificadores Circuitos aritméticos Representação de números com sinais Operações aritméticas digitais: BCD Somador completo Somador paralelo Circuitos multiplexadores e demultiplexadores Aplicações 12) Circuitos seqüenciais Flip-flop e suas aplicações Contadores assíncronos Circuitos seqüenciais (estados) Contadores síncronos Registradores 13) Circuitos de memória Definições Introdução: conexão entre memória e processador 14) Introdução ao Microprocessador Circuitos Lógicos e Organização de Computadores Introdução aos conceitos básicos de projeto lógico. Portas lógicas. Simulação de circuitos digitais. Minimização de funções lógicas. Mapas de Karnaugh. Circuitos combinacionais. Elementos de memória: latch, flip-flops, contadores. Síntese de circuitos sequenciais síncronos e assíncronos. Organização e hierarquia de memórias. Processador básico. Laboratório de Circuitos Digitais Metodologia de projeto digital. Técnicas de projeto usando lógica programável. Características elétricas de circuitos digitais. Projeto e implementação de lógica combinacional: decodificadores e
seletores. Flip-flops. Contadores. Circuitos aritméticos. Memórias. Projeto e implementação de lógica sequencial. Máquinas de estados. Via de dados. Lógica para computação Estudo das relações entre Lógica, Matemática e Computação. Caracterização formal da sintaxe e semântica da Lógica Proposicional e da Lógica de Primeira Ordem. Formalização e verificação de argumentos nessas duas lógicas, usando métodos semânticos e Dedução Natural. Estudo de aplicações da Lógica em Ciência da Computação.