Electrónica Digital
El Futuro Digital
El futuro se representará por una Señal Digital
En la ciencia, la tecnología, explica los fenómenos físicos, así como la actividad humana, constantemente se manejan magnitudes de medición desarrollando modelos matemáticos para describirlos.
Los sistemas físicos, miden, monitorea, registran, manipulan aritméticamente, fenómenos y comportamientos en el universo.
Cuando se manejan diversas cantidades es importante que podamos representar sus valores con eficiencia y exactitud.
Existen básicamente 2 maneras de representar el valor numérico de las cantidades: la analógica y la digital.
Representaciones analógicas: en la representación analógica, una cantidad se representa con un voltaje, corriente o movimiento de un indicador o medidor que es proporcional al valor de esa cantidad.
Las cantidades analógicas antes citadas tienen una característica importante: hoy pueden variar gradualmente sobre un intervalo continuo de valores.
Representaciones digitales. En la representación digital las cantidades no se representan por valores proporcionales, sino por símbolos denominados dígitos.
Debido a la naturaleza discreta de las representaciones digitales, no existe ambigüedad cuando se lee el valor de una cantidad digital, mientras que el valor de una cantidad analógica con frecuencia está abierta a interpretación
Señal Digital
Es una combinación de dispositivos diseñados para manipular cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital: es decir, que solo pueden tomar valores discretos.
Algunos de los sistemas digitales más conocidos incluyen las computadoras y calculadoras digitales, equipo digital de audio y vídeo y el de sistema telefónico, el sistema digital más grande del mundo
Señal Analógica
Es aquella que presenta una variación continua con el tiempo, es decir, que a una variación suficientemente significativa del tiempo, le corresponderá una variación igualmente significativa del valor de la señal (la señal es continua).
Las señales analógicas predominan en nuestro entorno: variaciones de temperatura, presión, velocidad, distancia, sonido etc.
CONCEPTOS BASICOS
Sistema de Control
CI compuertas logicas
Circuitos Digitales Integrados
Compuerta AND
SIMBOLO ESQUEMÁTICO
Con dos o más entradas, esta compuerta realiza la función de la multiplicación. Su salida será un 1 cuando todas sus entradas también estén en nivel alto.
En cualquier otro caso, la salida será un 0.
El operador AND se lo asocia a la multiplicación, de la misma forma que al operador SI se lo asociaba a la igualdad.
En efecto, el resultado de multiplicar entre si diferentes valores binarios solo dará como resultado 1 cuando todos ellos también sean 1, como se puede ver en su tabla de verdad.
Compuerta OR
SIMBOLO ESQUEMATICO Y TABLA DE VERDAD
La función que realiza la compuerta OR es la asociada a la suma, y matemáticamente la expresamos como +.
Esta compuerta presenta un estado alto en su salida cuando al menos una de sus entradas también está en estado alto.
En cualquier otro caso, cuando todas sus entradas son 0 la salida será 0.
El número de entradas puede ser mayor a dos
COMPUERTA NOR
SIMBOLO ESQUEMATICO Y TABLA DE VERDAD
Es similar a la compuerta OR, presenta un circulito, significa que esa compuerta su la salida es al contrario, o sea, es negada.
Una compuerta Nor es la negación de una compuerta Or, obtenida agregando una etapa Not en su salida. Si se observa su tabla de verdad, la salida de una compuerta Nor es 1 solamente cuando todas sus entradas son 0. La negación se expresa en los esquemas mediante un círculo en la salida.
COMPUERTA NOR
SIMBOLO ESQUEMATICO Y TABLA DE VERDAD
Cualquier compuerta lógica se puede negar, esto es, invertir el estado de su salida, simplemente agregando una compuerta NOT que realice esa tarea. Debido a que es una situación muy común, se fabrican compuertas que ya están negadas internamente.
La compuerta NAND es simplemente la negación de la compuerta AND vista anteriormente. Esto modifica su tabla de verdad, de hecho la invierte (se dice que la niega) quedando que la salida solo será un 0 cuando todas sus entradas estén en 1.
El pequeño círculo en su salida es el que simboliza la negación.
Los dispositivos electrónicos y su relación con la Robótica
La Robótica se entiende como la ciencia y la técnica que estudia el diseño y la construcción de robots. Además, se centra en la utilización de los mismos para desempeñar tareas de manera automática o realizar trabajos difíciles o imposibles para los seres humanos.
Un robot es una máquina programable capaz de interactuar con el entorno que le rodea, moverse, mostrar comportamiento inteligente, sentir el entorno, etc.
Uno de los aspectos más importantes de la Robótica es que aúna en una misma ciencia a diferentes ciencias, como son la informática, la electrónica, la ingeniería y la mecánica.
Software
Conjunto de programas y procesos que permiten al ordenador la realización de determinadas tareas.
hardware
Conjunto de elementos físicos o materiales que constituyen un ordenador o un sistema informático.
CPU
Conjunto de elementos hardware de un ordenador que interpretan las instrucciones de un programa informático mediante la realización de las operaciones básicas aritméticas, lógicas y de entrada/salida del sistema.
Circuito Integrado
Estructura de pequeñas dimensiones sobre la que se fabrican circuitos electrónicos y que contiene todos los elementos que componen el circuito.
Microprocesador
Procesador de muy pequeñas dimensiones en el que todos los elementos de la CPU están agrupados en un solo circuito integrado.
Microcontrolador
Es un circuito integrado que en su interior contiene una unidad central de procesamiento (CPU), unidades de memoria (RAM y ROM), puertos de entrada y salida y periféricos. Estas partes están interconectadas dentro del microcontrolador, y en conjunto forman lo que se le conoce como microcomputadora.
Diferencias arquitectónicas: microprocesadores frente a microcontroladores
A pesar de adoptar la forma de chips de computadora, los microprocesadores y microcontroladores se construyen con diferentes arquitecturas.
Los microprocesadores están diseñados con la arquitectura Von Neumann, en la que un programa y los datos residen en el mismo módulo de memoria. Mientras tanto, los microcontroladores utilizan la arquitectura Harvard, que separa la memoria del programa del espacio de datos.
Los microprocesadores tienen más componentes de circuitos integrados que los microcontroladores. Esta diferencia arquitectónica afecta a las consideraciones de diseño de los microprocesadores y microcontroladores en aplicaciones informáticas y de sistemas integrados.
La gran diferencia radica en la aplicación que se le da a cada uno. Por un lado los microprocesadores se encargan de tareas que requieran una gran capacidad de computo, como parte de un sistema que controla otros periféricos. Por ejemplo, para un sistema operativo computacional, gestionando todos los dispositivos externos, creando una interfaz gráfica y demás tareas.
En comparación, un microcontrolador busca cumplir tareas puntuales, como manejar entradas y salidas, sensar cambios de estado en el entorno y gestionar interrupciones. Se puede encontrar en las interfaces que van conectadas a la computadora, como en controles remotos, cámaras, equipos de audio, etc.
Las Telecomunicaciones
El desarrollo de la informática y su integración con las telecomunicaciones, en la teleinformática (Telemática), ha propiciado el surgimiento de nuevas formas de comunicación y el paso hacia la denominada sociedad de la información o del conocimiento, gracias a las TIC (Tecnologías de la Información y las Comunicaciones). Él desarrollo de las redes informáticas posibilitó, primero, su conexión mutua y, finalmente, la existencia de internet, una red de redes, gracias a la cual cualquier usuario puede intercambiar fácilmente información con otros situados en cualquier lugar del mundo.
Todas estas redes manejan señales eléctricas y utilizan medios físicos (cables de pares coaxiales, fibra óptica, ETC.) O por inalámbricos (radio, infrarrojos, microondas) para el transporte de los datos procedentes del mensaje. Se utilizan códigos y protocolos, que son unas reglas para codificar la información en ceros y unos y establecer el inicio y fin de la comunicación, así como detectar y corregir los errores en caso de que se produzcan. Cuando el medio lo requiere, se emplean técnicas de modulación para llegar la señal a su destino, y de multiplexación si necesitan compartir un mismo circuito.
Se entiende por red (usualmente red informática o red de computadoras) a la interconexión de un número determinado de computadores (o de redes, a su vez) mediante dispositivos alámbricos o inalámbricos que, mediante impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas u otros medios físicos, les permiten enviar y recibir información en paquetes de datos, compartir sus recursos y actuar como un conjunto organizado
Red LAN (local, Area Network), red de área local
- Tiene una magnitud o una área relativamente pequeña, en donde los diferentes dispositivos están conectados entre sí, pueden compartir recursos, datos, voz y video, ejemplo de una red LAN su casa.
- Se tiene un modem (router) que les ha dado su proveedor de internet, llámese un ISP
Una red MAN (Metropoli area networ), red de área metropolitana
- Es una red que es muchísimo más grande, en donde es mayor a una LAN pero menor a una WAN.
- Son una tecnología de red de computadoras que permite la interconexión de múltiples dispositivos y recursos en una zona geográfica extensa, como una ciudad, área metropolitana o campus universitario.
- En una red MAN, los dispositivos de red están interconectados mediante cables de alta velocidad, como fibra óptica o cable coaxial, lo que permite una transmisión de datos rápida y eficiente.
La Red wan, Red de área Amplia
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¡Una red de área amplia (WAN) es la tecnología que conecta entre sí a las oficinas, los centros de datos, las aplicaciones en la nube y el almacenamiento en la nube. Se denomina red de área amplia porque se extiende más allá de un solo edificio o un gran recinto para incluir múltiples ubicaciones repartidas a lo largo de una zona geográfica concreta, o incluso del mundo.
¡Por ejemplo, las empresas con muchas sucursales internacionales utilizan una WAN para conectar las redes de las oficinas entre sí.
¡ La WAN más grande del mundo es Internet puesto que se trata de un conjunto de muchas redes internacionales que se conectan entre sí. Este artículo se centra en las WAN empresariales y en sus usos y ventajas.