Sistemas Operativos

Unidade Curricular / Curricular Unit
Sistemas Digitais/Digital Systems

Ciclo de Estudos / Study Cycle
1º Ciclo/1st Cycle

Nome do Docente Responsável
Sérgio Pedro Mestre Ferreira

Nome do Docente Adicional

Objectivos de aprendizagem (conhecimentos, aptidões e competências a desenvolver pelos estudantes)
Compreensão e capacidade de utilização dos conceitos e tecnologias utilizadas em Electrónica Digital. Primeiros contactos com um
Laboratório de Electrónica e ferramentas básicas de diagnóstico em análise de circuitos de pequena/média complexidade.

Projecto/análise de circuitos combinatórios e sequênciais usando circuitos integrados comerciais. Domínio de ferramentas de ajuda
ao projecto – CAD. Ganho de experiência na Implementação de protótipos de circuitos digitais.

Learning outcomes of the curricular unit
Understanding and ability to use the concepts and technologies used in Digital Electronics. First contacts with a Electronics Laboratory and basic diagnostic tools for small / medium complexity circuit analysis. Design / analysis of sequential and combinational circuits using commercial integrated circuits.  Using help tools in the project – CAD. Getting experience in the Implementation of prototypes of digital circuits.

Conteúdos programáticos
SISTEMAS DE NUMERAÇÃO (5%).
ÁLGEBRA DE BOOLE (15%).
CIRCUITOS LÓGICOS BÁSICOS (10%).
FUNÇÕES LÓGICAS (20%).
CIRCUITOS COMBINATÓRIOS BÁSICOS – TECNOLOGIA LSI (5%)
CIRCUITOS COMBINATÓRIOS MSI (“Médium Scale Integration”) (5%)
CIRCUITOS DIGITAIS COM MEMÓRIA (10%).
SÍNTESE DE CIRCUITOS SEQUÊNCIAIS (20%).
MÁQUINA FIXA (10%)

Syllabus
Numbering Systems (5%)
Boole Algebra (15%)
Basic Logic Circuits (10%)
Logic Functions (20%)
Basic Combinational circuits – LSI TECHNOLOGY (“Low Scale Integration”) (5%)
MSI combinational circuits (“Medium Scale Integration”) (10%)
Digital Circuits with Memory (10%)
Summary of sequential circuits (20%)
Fixed machine – example of Controller (5%)

Demonstração da coerência dos conteúdos programáticos com os objectivos da unidade curricular
Os conteúdos programáticos são adequados aos objectivos da disciplina tendo em conta a actualidade e o processo de Bolonha tendo
uma forte componente prática  laboratorial. A matéria das aulas teóricas está devidamente actualizada e adaptada ao perfil dos
alunos para o 1º ano do Curso de Engenharia segundo o protocolo de Bolonha.
O responsável pela disciplina tem vindo a fazer evoluir os conteúdos programáticos ao longo dos anos em face da experiência
profissional e académica próprias, tendo sempre presente o conteúdo programático das escolas de referência para as matérias
leccionadas.

Demonstration of the syllabus coherence with the Curricular Unit’s objectives
The course contents are appropriate to the objectives of the discipline having into account the timeliness and the Bologna process
with a strong practical laboratory component.The subject of theoretical classes is properly updated and adapted to the profile of students for the 1ST year of the Course of Engineering according to the protocol of Bologna.
The person responsible for the discipline has been evolving the syllabus over the years due to his academic and professional experience, bearing in mind the syllabus of reference schools to the subjects taught.

Metodologias de ensino (avaliação incluída)
Parte Teórica – 50% da Classificação Final:
2 Frequências na 1ª Época ou 1 Exame na 2ª Época abrangendo a matéria toda das aulas teóricas. Nota mínima de 8 valores :média das
Frequências/nota do Exame.
Parte Prática (Laboratório) – 50% da Classificação Final:
6 a 8 projectos de Sistemas Digitais a realizar durante o Semestre nas sessões de La. Serão considerados os 5 melhores Rels entregues do total.  Será considerado desempenho do aluno no Laboratório (Avaliação Contínua). Os Relatórios serão entregues na semana seguinte a cada sessão. Os enunciados estarão disponíveis previamente antes de cada sessão pelo que deverão ser antecipamente preparados. São usados intensivamente programas de simulação e apoio ao projecto de CAD.Nota de Lab tendo em conta a Avaliação Contínua e os Relatórios, igual ou superior a 11 valores. Aprovação obrigatória. Reprovação se 25% de ausências não justificadas.Nota Final – Média aritmética da parte Teórica com a parte Prática, desde que ambas Aprovadas.

Planned learning outcomes, teaching methods and assessment methods and criteria
Theoretical part – 50% of the Final classification:
2 Frequencies in the 1st Semester or 1 Exam in the 2nd Semester covering the entire field of theoretical classes. Approval: Minimum grade of 8 (in 20) – average Frequencies/Exam Practice (Lab) – 50% of the final grade: 6-8 Digital Systems Projects to be held during the semester Lab sessions. Will be considered the best 5 delivered Reports out of
the total. The student’s performance in the Laboratory will be considered (Continuous Assessment). Reports will be delivered in
the week following each session. The statements will be available before each session beforehand so they should be prepared in
advance. Simulation Programs are intensively used and teacher CAD project support. Approval: Laboratory successfully approved
regarding the Continuous Assessment and Reports, minimum 11 points (in 20). Mandatory approval. Fail if 25% of unexcused absences.
Final – Arithmetic average of Theoretical and Practice, since both are Approved.

Demonstração da coerência das metodologias de ensino com os objectivos de aprendizagem da unidade curricular
Os métodos de ensino usados no leccionamento da disciplina são os adequados tendo em vista os objectivos curriculares,
nomeadamente a utilização das ferramentas pedagógicas do estado da arte disponíveis actualmente: internet – sítio oficial da
disciplina, consulta de manuais técnicos e utilização de ferramentas de apoio; programa de CAD/simulação –  utilização de um
programa oficial licenciado de apoio à produção de relatórios técnicos: impressão de esquemas eléctricos
e simulação dos circuitos com vista à sua validação antes da montagem eléctrica; utilização de um laboratório de electrónica em
todas as suas potencialidades, onde o aluno verifica na práctica as matérias aprendidas nas aulas teóricas – os circuitos são
implementados com circuitos integrados comerciais e testados no seu funcionamento. Técnicas de teste e despistagem de erros são
ensinadas, tais como a utilização dos equipamentos existentes no laboratório: fontes de alimentação,   pontas de prova lógicas,
multímetros e outros; estimulação à produção de documentação técnica usando as ferramentas computacionais universais. Sendo uma
disciplina eminentemente prática, é dado especial ênfase á componente laboratorial, não sendo possível ter aproveitamento à
disciplina sem aproveitamento na componente prática, independentemente da classificação obtida na parte teórica.

Demonstration of the teaching methodologies coherence with the curricular unit’s objectives
The teaching methods used in the discipline are appropriate regarding the curricular objectives, including the use of state of the
art teaching tools currently available: class attendance, bibliography,  internet – the official website of the discipline,
consulting technical manuals and use of supporting tools; program CAD / simulation – using an official licensee program to support
the production of technical reports: print electrical schematics and circuit simulation in order to validate it before assembling
electric digital circuits, using an electronic lab on its full potential, where the student checks in practical matters learned in
lectures – the circuits are implemented with integrated commercial circuits and tested in Lab. Technical testing and screening
errors are taught, such as the use of existing equipment in the lab: power supplies, logic probes, multimeters and other;
stimulating the production of technical documentation using computational universal tools. Being an eminently practical
discipline, special emphasis is given to laboratory component, will not be possible to be approved in the discipline without
exploitation in the practical component, regardless of marks obtained in theory.

Bibliografia Principal / Main Bibliography
Bibliografia recomendada/Recommended or required reading:
ARROZ, Guilherme e outros, Arquitectura de Computadores: dos Sistemas Digitais aos Microprocessadores, IST Press, Julho 2009 (2ª
Edição)
DIAS, Morgado, Sistemas Digitais, Princípios e Prática, FCA, 2011 (2ª Edição)
BAPTISTA, Carlos Pedro, Fundamental dos Sistemas Digitais, Lisboa, FCA, 2002.
SÊRRO, Carlos, Sistemas Digitais: Fundamentos Algébricos, IST Press; Lisboa 2003.
Gajski, D., Principies of Digital Design, Prentice Hall, 1997.
Mano, M. Morris & KIME, Charles R, Logic and Computer Design Fundamentals, Prentice Hall, 1997.

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