Acaso Algún Joven

8/18/2019 Acaso Algún Joven

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por muco más tiempo de!ido a desagrada!les efectos cuánticos inerentes a las

dimensiones cada vez más pe+ue'as de fa!ricación :"a inferiores a los ;/

nanómetros, 2laude Sannon demostró +ue el álge!ra de =oole servía para descri!ir

el comportamiento de un circuito lógico, siendo éste último un sistema

conformado de varia!les !ooleanas +ue representan entradas en datos +ue son

procesadas dentro del sistema para producir una salida deseada o realizar una

tarea en concreto#

-n la ta!la / se muestran los aiomas del álge!ra de =oole, +ue conforman la

!ase de la electrónica digital# e la ta!la / se desprenden los teoremas de una,

dos " tres varia!les, +ue conforman el conjunto de operaciones !ásicas +ue todo

ingeniero relacionado con sistemas digitales de!e conocer#

Tabla 1: Axiomas del álgebra de Boole.


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) @ ) ) / B / /

/ @ / / ) B ) )

) @ / / @ ) ) / B ) ) B / /

)C / /C )

$ero, ¿cómo es +ue un conjunto de unos " ceros integra o produce una

computadora? -so es tarea de la microelectrónica, tópico cu!ierto a continuación#

Microelectrónica

7a !ase de la electrónica digital estri!a en los componentes denominados

compuertas lógicas, las cuales se encargan de realizar las tres operaciones

anteriormente mencionadas en el álge!ra de =oole5 and, or " not# A su vez, las

compuertas están constituidas por un conjunto de componentes electrónicos,

inventados en los la!oratorios =ell en /0D>, +ue actúan como interruptores5 los

transistores#


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-stos arreglos de transistores permiten la construcción de circuitos digitales

complejos modelados a través de ecuaciones de álge!ra de =oole#

7a tecnología de implementación de los transistores, es decir, las técnicas "materiales utilizados para la fa!ricación, a cam!iado con el tiempo para

satisfacer las necesidades industriales " comerciales, siendo éstas una ma"or

densidad de transistores por unidad de área, un menor consumo de potencia,

menor costo de fa!ricación ", más recientemente, un proceso de o!tención más

simple#

Aora +ue se conoce un poco so!re la cuestión electrónica detrás de lascompuertas, ¿cómo es +ue, desde un conjunto de componentes cu"o posi!le valor

es cero o uno, se conforme un disco duro, un microprocesador, un teléfono

inteligente?

Circuitos digitales

Así como un arreglo de transistores da lugar a una compuerta lógica, un arreglo

de compuertas da lugar a componentes más complejos# -n la figura ; se muestra

un sumador de siete !its :lado dereco


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Figura ': Sumador de siete bits: !a$ sumador completo de un bit % !b$ con(unto de

sumadores.

e esta forma, uniendo las entradas " salidas de las compuertas, se pueden

o!tener circuitos +ue realizan sumas, restas, multiplicaciones, integraciones "

demás# G, alrededor de /0D), Hon von Eeumann introdujo dos conceptos clave

para el desarrollo de la unidad central de procesamiento5 memoria para almacenar

datos o un conjunto de instrucciones " estructuras condicionales#

$ara la fa!ricación de una pe+ue'a memoria A8 de cuatro !"tes, por

mencionar un ejemplo, se tendría una cantidad de treinta " dos !iesta!les,

agrupados de oco en oco, con cuatro direcciones :una por cada !"te< +ue

permitan el acceso a lectura " escritura#

Aora +ue conocemos cómo se van constru"endo los sistemas digitales, ¿+ué

relación guardan con el procesamiento de sistemas digitales " las computadoras?

Programación

-n lenguajes de alto nivel, como 2BB, es común reservar espacio en memoria

para una varia!le, para posteriormente realizar una serie de operaciones o toma

de decisiones en !ase a su valor actual# 3oda varia!le tiene una dirección en

memoria, +ue corresponde a su dirección física en el !lo+ue de memoria A8#

7as operaciones corresponden a instrucciones ejecutadas por la unidad

aritmética.lógica " la toma de decisiones se efectúa mediante el uso de

multipleores# Incluso las condiciones más intrincadas se !asan en evaluacionesde false.o.verdadero, conectadas en cascada#

-l compilador se encarga de traducir el código en lenguaje natural a un lenguaje

má+uina, conformado de ceros " unos, +ue, para el microprocesador, se


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entienden como operaciones a realizar " direcciones so!re las cuales realizar la

operación#

7os controladores de dispositivos son tam!ién ceros " unos, enviados " reci!idos !ajo determinadas reglas o protocolos# -l protocolo más común, aun+ue "a

antiguo, es la transmisión serial# -n éste se utiliza una com!inación de datos para

iniciar una transferencia " otra com!inación para terminarla# -l teclado utiliza

este tipo de comunicación, enviando una se'al al microprocesador con el código

correspondiente a la tecla presionada para +ue sea procesada " actuar acorde#

esde el pulso de una tecla " el movimiento del ratón asta la visualización deimágenes " video en alta definición, las matemáticas fundamentales su!"acentes

siguen al álge!ra de =oole#

Señales y sistemas en tiempo discreto

$ara tratar con la ma"oría de los pro!lemas de ingeniería eisten modelos

matemáticos o aproimaciones +ue ofrecen respuestas# -stos modelos en tiempo

discreto de!en cumplir con ciertos criterios para poder ser procesados por un

ordenador, siendo el más importante de ellos el ser un sistema lineal invariante en

el tiempo# 7a condición de linealidad se !asa en el principio de superposición5

T{ax1[n]+bx2[n]}=aT{x1[n]}+bT{x2[n]}3Ja/KnL

B!;KnLMa3J/KnLMB!3J;KnLM

el cual esta!lece +ue la transformación de un sistema con dos

entradas, x1[n]/KnL " x2[n];KnL, se puede descomponer en dos

transformaciones de una sola entrada :principio de aditividad< " +ue las

constantes, aa " b !, no interfieren en la transformación :principio de

omogeneidad o escalado


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tiempo, +ue determina +ue un sistema sigue teniendo la misma respuesta, aun+ue

retrasada o adelantada# Si se cumple con am!os criterios, la se'al de entrada

puede ser representada por medio de impulsos5

x[n]=∑ k=−∞∞x[k]δ[n−k]KnLO4PQQK4LRKnP4L

*tilizando el principio de superposición " la representación de la entrada

mediante impulsos, se o!tiene +ue5

y[n]=∑ k=−∞∞x[k]h[n−k](1):/


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conjunto de pieles# esde un enfo+ue matemático, una imagen se define como

una función !idimensional, f (x,y)f:,"


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*na de las primeras aplicaciones de la imagen digital surgió en /0;), en la

industria de los periódicos, cuando las imágenes eran enviadas por medio de un

ca!le su!marino entre 7ondres " Eueva Gor4# -ste sistema de transmisión,

denominado =artlane, reducía el tiempo de envío de una imagen a través del

Atlántico de una semana a tres oras#

7os primeros sistemas =artlane codifica!an asta cinco niveles de gris

solamente# $ara /0;0, la cantidad de tonos se elevó a +uince :cuatro !its


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Figura ): Componentes de un sistema de procesamiento de imágenes de prop*sito

general.

Aun+ue eiste ardare especializado para el tratamiento de imágenes, en la

figura 9 se muestran los componentes de un sistema de procesamiento de

imágenes de propósito general#

-l elemento sensor es un dispositivo +ue se encarga de capturar la energía del

o!jeto de interés " transformarla a un formato digital# ica transformación se

realiza mediante la conversión de la energía reci!ida a un voltaje#

-l ardare para procesamiento está constituido por ardare para desarrollar

operaciones primitivas, como una unidad aritmética.lógica# -ste !lo+ue eiste

de!ido a +ue la computadora, de propósito específico, es incapaz de procesar la

información reci!ida a una velocidad adecuada#


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7a computadora, al estar asistida por ardare para procesamiento, puede ser una

simple computadora de escritorio# 7a gran cualidad de los sistemas de propósito

específico es +ue pueden ser logrados por cual+uier persona con acceso a una

computadora " un poco de eperiencia#

-l softare va de la mano con una computadora de propósito específico, pues

eiste una gran cantidad de pro"ectos, tanto comerciales como de código li!re,

+ue permiten el tratamiento de se'ales digitales# *no de los programas más

conocidos en el ám!ito general de la ingeniería es 8A37A=, el cual inclu"e una

ingente cantidad de funciones para la manipulación " tratamiento de imágenes,

desde la lectura " escritura en disco asta filtros, convoluciones, " diversastransformadas# -ste softare es utilizado como plataforma de prue!a por mucos

investigadores de!ido a su ciclo de desarrollo rápido de aplicaciones# Ftra

alternativa, más orientada a la visión por computadora, es la !i!lioteca de código

a!ierto Fpen2& :computer vision !its para la profundidad de color :según la

ecuación ;


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!ordes, adición de color, " otras técnicas +ue acen uso etensivo de los

fundamentos matemáticos#

¿-n +ué más interviene el procesamiento de se'ales?

Compresión y transmisión de señales

-l lector, según su eperiencia, puede corro!orar +ue el peso de una imagen de

/);D/);Dp no es, necesariamente, de /8= como se epone en la ecuación ;#

-sto es de!ido a la forma en la +ue se almacenan las imágenes# entro de todos

los formatos conocidos, eiste un estándar de compresión Hoint $otograpic

-pert Troup :H$-T< pu!licado por la International Frganization for

Standarization :ISF


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algoritmos de síntesis +ue permiten o!tener un plano de disposición listo para ser

fa!ricado en forma de circuito integrado de propósito específico, como se

muestra en la figura D# 7os colores indican las diversas capas " materiales +ue

conforman los transistores, má+uinas dise'ando nuevas má+uinas#

Figura +: ,lano de un AS-C generado por sntesis.

Conclusión

3ras la introducción de las computadoras, los avances en el procesamiento de

se'ales digitales an sido vastos en las diversas áreas del conocimiento# Sin

em!argo, no se puede evaluar el avance en el procesamiento de se'ales sin

evaluar a su vez el avance tecnológico de la microelectrónica, tan importante para

el desarrollo de computadores " dispositivos de ma"or capacidad#


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7a tecnología digital está inerentemente ligada al procesamiento de se'ales

digitales, los teléfonos inteligentes, las redes inalám!ricas, la televisión digital,

los ro!ots industriales, los veículos no tripulados, las interfaces cere!ro.

má+uina, todos realizan algún procesamiento de se'ales, ni si+uiera los relojes

digitales de pulsera o las tarjetas de regalo con !ocina incluida están eentos de

tal procesamiento#

2on la 7e" de 8oore aún vigente, gracias a los investigadores de

microelectrónica mejorando la tecnología de transistores +ue dan vida al mundo

digital, se esperan mucas mejoras en las diversas áreas# 2omo siempre a sido,

la ingeniería tiene como o!jetivo !uscar soluciones a pro!lemas actuales ", comotal, el área médica sigue epandiéndose, dando lugar a una ma"or gama de

sensores " tratamiento de se'ales para o!servar la condición física de una

persona#

¿Wué más puede ofrecer el mundo del procesamiento digital? -so, sin duda,

+ueda en manos de los futuros investigadores#

Bibliografía

• Fppeneim, Alan " Scafer, onald# Tratamiento de señales en tiempo

discreto, 3ra edición# -spa'a5 $earson, ;))0#

• Tonzález, afael " Xoods, icard# Digital image processing, 2nd

edition# -stados *nidos de América5 $rentice Yall, ;));#

• ir, Amit# The Digital Consumer Technology Handbook: A

Comprehensie !uide to Deices, "tandards, #uture Directions, and

$rogrammable %ogic "olutions# -stados *nidos5 Eenes, ;))D#


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• Yang, -noc# Digital %ogic and &icroprocessor Design 'ith (HD%#

2anadá5 3omson, ;))1#

Eo a" entradas relacionadas#


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1.9. Industria Es el lugar donde conjunto de procesos y actividades que tienen como

finalidad transformar las materias primas en productos elaborados, de forma masiva.

Frenos antibloqueo; bolsas de aire; supresión de ruido activo; control de mezcla decombustibles; etc. Instrumentación, Óptica, Acústica, Micro Ondas, Láseres, Maquinas,

Robótica.

2.10. Industria Industria pesada: Siderúrgicas. Metalúrgicas. Cementeras. Químicas de

base. Comunicación industrial: CAN, PROFIBUS.
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