Sección 1.4
Introducción a las Funciones Lógicas Básicas
Los tres elementos lógicos básicos AND, OR y NOT se combinan para formar circuitos más complejos que realizan operaciones útiles en los sistemas digitales. Las funciones lógicas más comunes son:
Comparación
Compara dos cantidades binarias e indica su relación (mayor, igual o menor).
Aritmética
Suma, resta, multiplicación y división de números binarios.
Conversión de código
Convierte entre distintos códigos binarios como BCD o código Gray.
Codificación
Convierte información (p. ej., dígitos decimales) en código binario.
Decodificación
Convierte código binario en información no codificada, como dígitos decimales.
Selección de datos
Multiplexación y demultiplexación para transmitir datos de varias fuentes.
Almacenamiento
Conserva datos binarios mediante flip-flops, registros y memorias.
Conteo
Cuenta sucesos representados por cambios de nivel o impulsos.
Comparación y Funciones Aritméticas
La función de comparación
El comparador compara dos números binarios aplicados a las entradas A y B, generando un nivel ALTO en la salida correspondiente (A>B, A=B o A<B). Por ejemplo, si A=2 y B=5, la salida A<B se pone a nivel ALTO.
Funciones aritméticas
La suma se realiza con un sumador que opera sobre entradas A, B y acarreo de entrada Cin, generando la suma (Σ) y un acarreo de salida Cout. Por ejemplo, 3+9=12.
La resta, multiplicación y división también se implementan con circuitos lógicos. Notablemente, la resta, la multiplicación y la división pueden realizarse usando un sumador junto con otros circuitos auxiliares.

Nota informática: En un microprocesador, la Unidad Aritmético-Lógica (ALU) realiza todas estas operaciones sobre datos digitales. Una ALU típica se construye con muchos miles de puertas lógicas.
Codificación, Decodificación y Selección de Datos
Codificación
El codificador convierte información (p. ej., un dígito decimal) en código binario. Un nivel ALTO en la entrada correspondiente genera el código binario apropiado en las salidas. La Figura ilustra un codificador que convierte la pulsación de una tecla de calculadora en código binario.
Decodificación
El decodificador convierte información codificada (código binario) en información no codificada (p. ej., dígito decimal). La Figura muestra un decodificador que activa un display de 7 segmentos: según el código binario en las entradas, se iluminan los segmentos apropiados para mostrar el dígito decimal correspondiente.
Multiplexación y Demultiplexación
El multiplexor pasa datos de varias líneas de entrada a una única línea de salida según una secuencia temporal. El demultiplexor hace lo inverso. Cuando datos de distintas fuentes (A, B, C) se transmiten por una sola línea y se redistribuyen a varios destinos (D, E, F) en intervalos de tiempo Δt₁, Δt₂, Δt₃, el proceso se denomina multiplexación por división en el tiempo.
Función de Almacenamiento
El almacenamiento conserva datos binarios durante un período de tiempo. Existen dispositivos para almacenamiento temporal (corto plazo) y permanente (largo plazo).
Flip-flops (se verá en la siguiente sección)
Circuito biestable que almacena un único bit (0 ó 1). Una salida ALTO indica que se almacenó un 1; BAJO indica un 0. Se implementan con puertas lógicas.
Registros
Combinación de varios flip-flops para almacenar grupos de bits. Los registros de desplazamiento pueden ser serie (bits entran uno a uno) o paralelo (bits se almacenan simultáneamente).
Memorias semiconductoras
ROM (datos permanentes o semipermanentes) y RAM (datos temporales, fácilmente modificables). Usadas para almacenar grandes cantidades de bits.
Memorias magnéticas y ópticas
Discos duros, disquetes, cintas magnéticas y discos magneto-ópticos para almacenamiento masivo y copias de seguridad.
Registros de Desplazamiento y Función de Recuento
Registro serie de 4 bits
Los bits entran uno a uno, desplazándose hacia la derecha en cada ciclo hasta llenar el registro.
Registro paralelo de 4 bits
Todos los bits se almacenan simultáneamente desde líneas paralelas.

Función contador
Los contadores digitales cuentan sucesos representados por cambios de nivel o impulsos. Para funcionar correctamente, el contador debe "recordar" el número actual y avanzar al siguiente de la secuencia. Los flip-flops son la base de su implementación.

La capacidad de almacenamiento es una característica esencial de todos los contadores digitales.
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