Introducción a microprocesadores 2

El conteo Binario

• A diferencia de las personas, los microprocesadores no consideran que 10 sea un buen sistema de conteo.

• Los microprocesadores cuentan con solo 2 digitos ¿por que?

• Idealmente quisieramos que los microprocesadores hagan las cosas muy rapido y con la menor cantidad de errores posible

• Libre de errores o rapido, ¿cual es mas importante?

El problema del ruido• Si el input del procesador tuviera una entrada constante de 4 Volts se

veria como en la figura.• Si intentamos hacer esto en la practica, sera imposible que se vea

como en la figura.• El voltaje esta constantemente tambaleando y nunca alcanzara a

estabilizarse.

El problema del ruido

• A la fluctuacion de este voltaje, se le llama ruido y degrada la eficiencia y duracion de todos los aparatos electricos

• Podemos tomar acciones, para aminorar esto, pero eliminarlo completamente es imposible

• El mejor ejemplo de ruido, es cuando no hay antena en la television o el sonido que producen las bocinas a veces

El problema del ruido

• La mayoria de los microprocesadores funcionan con 5V o con 3.3.

• Para mantenerlo simple, usaremos 5V

Contando con voltaje• Si vamos a persuadir al microprocesador de contar del 0 al 9, vamos

a dividir las unidades en .5:• 0 = 0V• 1 = 0.5V• 2 = 1V• 3 = 1.5V• 4 = 2V• 5 = 2.5V• 6 = 3V• 7 = 3.5V• 8 = 4V• 9 = 4.5V

Contando con voltaje

• Si fueramos a decirle al microprocesador que sume 4+4=8, presionando el 4, mandariamos un voltage de 2V que seria recordado por el microprocesador el + indicaria que sumara y al 4 mandaria otros 2 volts.

• Entonces dentro del microprocesador a los 2 volts se sumarian otros 2 volts y daria un total de 4

Contando con voltaje

• Esto se ve muy correcto, pero no estamos tomando en cuenta el problema del ruido

Contando con voltaje

Solución para el ruido

• Pues para solucionar el ruido hay que .. No existe• Esto debido a que los electrones pueden fluctuar por

muchisimas razones que no se pueden controlar.

Ruido termico

• Mientras mayor es la temperatura, el movimiento de electrones es mayor, asi que se genera mas ruido.

• Una solucion:• Alta tempreratura = mucho ruido• entonces:• Baja temperatura = poco ruido.• La unica forma de solucionar esto, es poniendo el

dispositivo a la menor temperatura posible (-269 grados) solo asi ya no existe el problema del ruido.

Usando 2 digitos.

• Si ampliamos el margen de voltaje de tolerancia, los erroes del ruido son mucho menores.

• Asi que por eso se empezo a usar solo 0 y 1 , para mejorar la consistencia de las transacciones.

• Para ampliar la consistencia de señales lo mas posible, en vez de utilizar 3.3 v o algun otro voltaje, tomaremos el 0 con 0 Volts y el uno, con cualquier otro nivel de voltaje.

Usando 2 digitos

¿Cómo contamos?• Normalmente, se nos enseño en contar en decimal, tenemos 10

diferentes simbolos para representar cantidades:• 0• 1• 2• 3• 4• 5• 6• 7• 8• 9

¿Cómo contamos?

• En el punto que se quiere superar al 9, se pone un uno al principio y volvemos a empezar:

• 10• 11• 12• 13• 14

Contando con 2 digitos

• Para contar, podemos usar cualquier base que deseemos, las personas cuentan usando un sistema decimal y los microprocesadores usan un sistema binario.

• Normalmente usaremos la palabra “bit” para describir un digito binario.

• Para contar, se sigue el mismo sistema que con el sistema decimal, solo que con 2 numeros.

• Primero se enlistan todos los digitos• 0• 1

Contando con 2 digitos

• Despues ponemos un ‘1’ al principio y vuelve a empezar:

• 10• 11• Es conveniente aclarar que si anteponemos

ceros al principio, no afecta para nada el sistema de conteo

• El numero 25 lo podemos escribir como 00025 o como 0000000025.

Numeros binarios• 00 0• 01 1• 10 2• 11 3• 100 4• 101 5• 110 6• 111 7• 1000 8• 1001 9• 1010 10• 1011 11

Confusion y la cura

• Tenemos el numero 10000, pero ¿que es? ¿es binario o decimal?

• Estos numeros pueden ser la diferencia entre un avion a miles de metros de altura o a unos centimetros.

Convirtiendo decimal a binario

• Si alguien nos pregunta el binario de 9, es tan facil como empezar el conteo.

• Para explicarlo usaremos 52 a binario

Convirtiendo decimal a binario• Convirtiendo 52 al binario• Paso 1: escribe el numero• 52• Paso 2: dividelo entre 2 (ya que 2 es la base del binario)• Si fue una division exacta, anota un cero a un lado• 52• 26 0• Paso 3: divide la respuesta otra vez y pon un cero si fue cerrado• 52• 26 0• 13 0

Convirtiendo decimal a binario

• Paso 4: divide el 13 entre 2 (la respuesta es 6) y anota un 1 a un lado ya que hubo un residuo

• 52• 26 0• 13 0• 6 1• 52• 26 0• 13 0• 6 1• 3 0

Convirtiendo decimal a binario• Paso 6: divide el 6, que te da y la respuesta es 1, dando de residuo 1• 52• 26 0• 13 0• 6 1• 3 0• 1 1• Paso 7: Finalmente divideo el 1 entre 2, te da cero y de residuo 1• 52• 26 0• 13 0• 6 1• 3 0• 1 1• 0 1

Convirtiendo decimal a binario

• Ya no podemos avanzar mas, por que ya fue el ultimo numero.

• Para leer el resultado se lee de abajo hacia arriba