Unidade Curricular:			Código:
Sistemas Digitais			1093SDIG
Ano:	Nível:	Curso:	Créditos:
2	Licenciatura	Engenharia Informática	6 ects
Período Lectivo:		Língua de Instrução:	Nº Horas:
Primeiro Semestre		Português/Inglês	78
Objectivos de Aprendizagem:
Esta UC tem por objetivos: explicar o funcionamento dos Sistemas Digitais (SD) e estudar os métodos essenciais à análise e projeto físico dos blocos funcionais de computadores que se baseiam em circuitos eletrónicos digitais. Pretende-se que o aluno realize síntese, minimização e implementação de circuitos combinatórios. Ao completar com sucesso esta UC os alunos devem ser capazes de: - Representar quantidades no sistema binário, octal e hexadecimal e efetuar conversões. - Enunciar os postulados, propriedades e teoremas da Álgebra de Boole e aplicá-los ao projeto de SD. - Descrever o comportamento das funções lógicas básicas das portas lógicas AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR e NXOR. - Identificar as fases do projeto de SD. - Simplificar funções aplicando métodos sistemáticos. - Utilizar portas SSI e circuitos MSI para projetar SD mais complexos. - Implementar fisicamente circuitos digitais em laboratório, recorrendo a componentes e circuitos integrados SSI/MSI (TTL/CMOS).
Conteúdos Programáticos:
1. Introdução aos Sistemas Digitais 1.1 Caracterização 1.2 Sinais analógicos/digitais 1.3 Escalas de integração 2. Sistemas de Numeração 2.1 Binário 2.2 Octal e Hexadecimal 2.3 Conversões 3. Funções Lógicas e Álgebra de Boole 3.1 Funções básicas: AND, OR, NOT, NAND, NOR. XOR e NXOR 3.2 Álgebra de Boole: postulados, propriedades e teoremas 3.3 Formas canónicas 3.4 Simplificação 3.4.1 Manipulação algébrica 3.4.2 Métodos sistemáticos: Mapas de Karnaugh e Método Numérico 4. Circuitos SSI 4.1 Simbologia 4.2 Implementação com portas NAND ou NOR 4.3 Características dos chips SSI 4.4 Lógica positiva e negativa 5. Circuitos MSI: combinatórios 5.1 Codificadores e descodificadores 5.2 Multiplexers e demultiplexers 5.3 Comparadores, conversores e aritméticos 6. Trabalhos laboratoriais 6.1 Variáveis e funções lógicas 6.2 Circuitos SSI – gates em chips TTL/CMOS 6.3 Circuitos combinatórios – projeto com portas SSI 6.4 Circuitos MSI – descodificador BCD-7 seg/multiplexers
Demonstração da Coerência dos Conteúdos Programáticos com os Objectivos da Unidade Curricular:
Os conteúdos programáticos apresentados cobrem as áreas de conhecimento essenciais e coerentes para o atingir dos objetivos formulados, dado que os tópicos principais incluídos no programa, tais como: Introdução aos Sistemas Digitais, Sistemas de Numeração, Funções Lógicas e Álgebra de Boole, Circuitos Digitais com Integração em Pequena Escala (SSI), Circuitos Digitais com Integração em Média Escala (MSI), Circuitos Combinatórios e Realização de trabalhos laboratoriais, cobrem os principais aspetos do estudo que habilita o aluno a realizar a síntese, minimização e implementação, recorrendo a circuitos integrados das famílias lógicas TTL e CMOS, dos circuitos lógicos combinatórios que são utilizados nos sistemas digitais.
Metodologias de Ensino (Avaliação Incluída):
Usa-se uma metodologia expositiva, descritiva e demonstrativa em aulas teórico/práticas, de modo a introduzir os conhecimentos sobre os princípios fundamentais e a aplicação prática dos métodos de análise e síntese de sistemas digitais. As aulas Práticas Laboratoriais baseiam-se na realização de ensaios seguindo protocolos experimentais. O método de avaliação compreende duas partes: 1. Uma avaliação teórico/prática que inclui: • 2 Testes escritos de avaliação individual (50% da classificação final). 2. Uma avaliação prática laboratorial que inclui: • 10 Trabalhos de aula/relatórios, desenvolvidos/elaborados em grupo (20% da classificação final). • 1 prova prática de avaliação individual (30% da classificação final).
Demonstração da Coerência das Metodologias de Ensino com os Objectivos de Aprendizagem da Unidade Curricular:
As metodologias propostas estão em coerência com os objetivos formulados para a unidade curricular dado que apostam na interpretação da teoria e na aplicação prática dos conceitos de análise de circuitos digitais estudados, procurando-se estabelecer um paralelismo entre a teoria e a prática aplicada a problemas reais de síntese, minimização e montagem de sistemas digitais, contribuindo deste modo para desenvolver a capacidade do aluno para compreender e aplicar este tipo de técnicas no desenvolvimento de circuitos e sistemas digitais usados no âmbito da Engenharia Informática.
Bibliografia:
[1] Floyd, T. (2007). Sistemas Digitais: Fundamentos e Aplicações. 9ª edição. Bookman. [2] Baptista, C. P. (2015). Introdução aos Sistemas Digitais, FCA – Editora de Informática. [3] Widmer, N., Moss,G., Tocci,R. (2017). Digital Systems: principles and applications, 12th ed., Pearson. [4] Elahi, Ata. (2018). Computer systems: digital design, fundamentals of computer architecture and assembly language, Springer. [5] Ribeiro, N. M. (2021). Protocolos para Trabalhos Laboratoriais de Sistemas Digitais, Faculdade de Ciência e Tecnologia, UFP.
Docente (* Responsável):
Nuno Magalhães Ribeiro (nribeiro@ufp.edu.pt)