Portas lógicas, quais as principais?

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José Eduardo
janeiro 21, 2023

Nos artigos mais recentes, o assunto abordado foi informática e falamos sobre como funciona o processador e a memória RAM. Neste artigo, falaremos sobre os componentes mais básicos, e conheceremos as portas lógicas.

Portas lógicas são componentes que relacionam entradas binárias com uma saída. As entradas e saídas sempre serão 0 ou 1. As portas lógicas são os componentes mais básicos da eletrônica digital, e a partir delas, podemos produzir os demais hardwares da eletrônica digital.

Eletrônica digital

Na eletrônica digital, os sinais são discretos. Geralmente, atribuímos o valor 1 para um pino a uma certa tensão, e 0 para um pino com tensão igual a 0V. Então, na eletrônica digital, todas as operações são baseadas nos números binários.

Para realizar essas operações, precisamos da álgebra de Boole. Esse sistema matemático lida com números binários, e desenvolve vários modelos de operações com os números binários.

A álgebra de Boole tem esse nome pois o idealizador foi um matemático britânico, chamado George Boole, que publicou o primeiro trabalho com esse sistema matemático, em 1854.

George Boole. Fonte: Britannica

84 anos depois, o engenheiro americano Claude Shannon utilizou a álgebra de Boole, pela primeira vez, na resolução de problemas lógicos, em um mestrado que ele fez aos 21 anos de idade, muitos dizem que esse foi o mestrado mais importante da história, pois foi o início da eletrônica digital e computação eletrônica.

Claude Shannon. Fonte: Energia Inteligente

Então, conheceremos as principais portas lógicas e suas tabelas verdade. As tabelas verdade são tabelas que mapeiam todas as possibilidades de entradas e saídas.

NOT

A porta lógica NOT é a mais simples de todas, pois ela apenas inverte a sua entrada. Abaixo, segue o símbolo da porta lógica NOT e a tabela verdade.

Fonte: Wikipédia.

OR

Nessa porta lógica, a saída será 1 se pelo menos uma entrada for igual a 1. Entretanto, a saída só será 0 se todas as entradas forem zero também. Podemos associar essa porta lógica com a operação soma aritmética, contudo, a diferença é que o resultado nunca é maior que 1, apenas 1 ou zero.

Fonte: Wikipédia.

Também, podemos associar essa porta com uma porta NOT, e obtemos a porta NOR, A tabela verdade da NOR é a mesma da OR, só que com os valores invertidos, devido à porta NOT.

Fonte: Wikipédia.

AND

A porta lógica AND (ou “e”), é uma porta lógica que a saída é 1 quando todas as entradas forem 1, e a saída é 0 se pelo menos uma entrada for igual a zero. Ela é similar ao conceito de multiplicação simples, e podemos imaginar que estamos multiplicando os valores das entradas para obtermos as saídas.

Fonte: Wikipédia.

Também, podemos associar a AND com uma porta NOT, obtendo a porta lógica NAND. A NAND tem as saídas da AND invertidas.

Fonte: Wikipédia

XOR

Essa porta lógica também é conhecida como operação diferença. Nela, a saída será 1 quando as entradas forem diferentes. Entretanto, a saída será 0 quando as entradas forem iguais.

Fonte: Wikipédia.

Também, podemos associar a XOR com a porta NOT e obter a porta XNOR, que também é chamada de função semelhança, e ao contrário da XOR, a saída será 1 quando as entradas forem iguais e a saída será 0 quando as entradas forem diferentes.

Fonte: Wikipédia.

Conclusão

Em suma, conhecemos as portas lógicas e vimos como elas operam. As portas lógicas são os componentes mais básicos da eletrônica digital, e quando você começar a estudar esse assunto, certamente irá precisar decorar essas portas! Até a próxima!