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Sistemas Digitais

Código:

VE18

Sigla:

SD

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Eletrónica e Automação

Ocorrência: 2023/2024 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://moodle.ips.pt/2324/course/view.php?id=1430
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica
Curso/CE Responsável:	Curso Técnico Superior Profissional em Veículos Elétricos

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
TSPVE	36	Plano de Estudos_2015_16	1	-	6	60	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

1- Aplicar os conceitos fundamentais de Sistemas Digitais para caracterizar e implementar funções lógicas e respectivos circuitos.
2- Compreender, interpretar e implementar circuitos lógicos combinatórios.
3- Compreender, interpretar e implementar circuitos lógicos sequenciais básicos e implementar máquinas de estados.
4- Executar práticas laboratoriais para consolidar e complementar os conhecimentos teóricos e desenvolver capacidade de trabalho em grupo e de organização do ambiente de trabalho

Resultados de aprendizagem e competências

Dotar os alunos com os conhecimentos aprofundados de sistemas digitais bem como do seu controlo através de máquinas de estados síncronas.
Familiarizar os alunos com as técnicas de breadboarding e com os componentes digitais TTL e CMOS mais comuns e desenvolver capacidade de síntese e análise de circuitos.
Incutir nos alunos a capacidade de desenvolver trabalho em grupo e de organização do ambiente de trabalho.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Conhecimentos básicos de electricidade.

Programa

1. Variáveis e funções lógicas: Variáveis e Funções Lógicas; Operadores Lógicos; Representação de Funções Lógicas; Álgebra de Boole; Circuitos com Portas NAND e NOR; Formatos Normalizados.
2. Síntese e otimização de Funções Booleanas: Mapas de Karnaugh; Funções com Especificação Incompleta.
3. Circuitos Combinatórios Básicos: Codificadores, Descodificadores e Transcodificadores; Multiplexers e Demultiplexers.
4. Circuitos Sequenciais Básicos: Latch Estático e Latch Dinâmico; Flip-Flops JK Edge-Triggered, D e T.
5. Registos e Contadores: Registos de Deslocamento; Contadores em Anel; Contadores Binários Síncronos; Contadores Assíncronos.
6. Circuitos Sequenciais Síncronos: Máquinas de Estados de Moore; Eliminação de Estados Redundantes.

Bibliografia Obrigatória

Morgado Dias; SISTEMAS DIGITAIS - PRINCÍPIOS E PRÁTICA, FCA, 2013. ISBN: 978-972-722-700-6 (https://www.fca.pt/pt/catalogo/informatica/hardware-arquitetura-de-computadores/sistemas-digitais/)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teórico-práticas:
Nestas aulas são lecionados os conceitos de cada um dos temas do programa. São desenvolvidos exemplos ilustrativos das diversas matérias e executam-se exercícios de aplicação com o fim de consolidar a metodologia adequada às diversas situações. Também são realizadas diversas actividades para consolidação dos conhecimentos adquiridos. Essas actividades incluem a resolução de exercícios adicionais, trabalhos de pesquisa individuais e em grupo, apresentações dos resultados dos trabalhos e exercícios aos colegas.
Aulas laboratoriais:
Paralelamente, decorrem aulas laboratoriais onde o aluno executa trabalhos de aplicação dos conhecimentos adquiridos nas aulas teórico-práticas. Uma parte das aulas de laboratório destina-se à realização de um projeto em que se pretende implementar uma arquitectura que inclua um circuito sequencial síncrono.

Software

https://digilent.com/shop/software/digilent-waveforms/
https://www.kicad.org/

Palavras Chave

Ciências Físicas > Ciência de computadores > Sistemas Digitais

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	50,00
Trabalho laboratorial	50,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	50,00
Frequência das aulas	60,00
Trabalho laboratorial	52,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Existem duas componentes de avaliação: uma teórica (T) e uma prática (P). 
A avaliação teórica é obtida pela realização de 3 minitestes (mT) ao longo do semestre ou, para os alunos repetentes ou os excluídos da avaliação contínua, por um exame (Ex) no final do semestre.
Não é possível realizar mais do que uma prova em cada data de avaliação pelo que, um aluno que reprove a algum dos minitestes, apenas poderá recuperar essas provas na data do exame de época normal. A nota da componente teórica da avaliação resulta da média ponderada dos minitestes ou da nota de exame e é um valor apresentado com 1 casa decimal.
A reprovação nalgum dos minitestes e/ou no exame resultam na reprovação na componente teórica da avaliação e, por isso, na reprovação à unidade curricular.

Para os alunos que frequentam Sistemas Digitais pela primeira vez e que nunca tenham frequentado Sistemas Digitais 1, a avaliação prática é composta por trabalhos de laboratório (L) e um projecto final (PF), trabalhos que têm que ser originais e elaborados com a participação activa de todos os membros do grupo que o aluno integre. Nota: o número dos trabalhos de laboratório depende do calendário lectivo conforme planeamento apresentado aos alunos.
Os trabalhos de laboratório e o projecto são avaliados individualmente em função do desempenho dos alunos na preparação dos trabalhos, nas respectivas aulas (DA) e da discussão/apresentação (Ap), e em grupo em função do relatório apresentado (R).
A avaliação prática é determinada pela média ponderada da classificação obtida em cada trabalho de laboratório (Ln) e no projecto e apresenta-se com 1 casa decimal.
Esta componente da avaliação só estará concluída quando cumpridos os prazos estabelecidos no planeamento divulgado aos alunos e após devolução de todos os componentes e outros materiais requisitados no laboratório.
A não entrega ou reprovação nalgum dos trabalho de laboratório ou a não conclusão ou reprovação do projecto final resultam na reprovação na componente prática da avaliação e, por isso, na reprovação à unidade curricular.

Os alunos que sejam excluídos da avaliação contínua, no prazo máximo de 15 dias consecutivos após a exclusão da avaliação contínua ou até à última aula presencial (o que ocorrer primeiro), terão que contactar o responsável da UC para se encontrar uma solução que viabilize a conclusão da avaliação prática em tempo útil. Se tal não acontecer o aluno reprova à UC por falta da componente prática da avaliação.

Os alunos que frequentraram Sistemas Digitais 1 em anos anteriores mas não tenham conseguido concluir a componente prática da avaliação da UC com sucesso, terão que contactar o responsável da UC durante a primeira quinzena de aulas para admissão à avaliação autónoma da componente prática da avaliação. Se tal não acontecer o aluno reprova à UC por falta da componente prática da avaliação.
Os alunos admitidos a esta forma de avaliação terão que realizar autonomamente (sem acesso formal ao laboratório e sem aulas presenciais) um projecto especial (PE), trabalho que tem que ser original e elaborado com a participação activa de todos os membros do grupo que o aluno integre. O projecto especial é avaliado individualmente em função do desempenho do aluno no grupo (DG) e na discussão/apresentação final (Ap) e em grupo em função dos relatórios intermédios (RIn) e relatório final (RF) apresentados.
A avaliação prática é determinada pela média ponderada da classificação obtida em cada elemento desta componente da avaliação e apresenta-se com 1 casa decimal.
Esta componente da avaliação só estará concluída quando cumpridos os prazos estabelecidos no planeamento divulgado aos alunos e após devolução de todos os componentes e outros materiais requisitados no laboratório.
A não entrega dos relatórios, intermédios ou final, ou reprovação nalgum desses relatórios ou a não conclusão ou reprovação na discussão/apresentação do projecto final resultam na reprovação na componente prática da avaliação e, por isso, na reprovação à unidade curricular.

A nota mínima em cada um dos elementos da avaliação é sempre 9,5 valores.

Fórmula de cálculo da classificação final

Situação A: Para alunos inscritos pela primeira vez e que nunca reprovaram a Sistemas Digitais 1:
NF = 0,5 x T + 0,5 x P
em que:
T = MAX((0,3 x mT1 + 0,3 x mT2 + 0,4 x mT3); Ex)
P = 0,6 x MÉDIA(Ln) + 0,4 x PF
em que:
Ln = 0,2 x DAn + 0,2 x Apn + 0,6 x Rn
PF = 0,2 x DA + 0,5 x Ap + 0,3 x R
em que:
n representa o índice numérico de cada trabalho de laboratório

Situação B: Para alunos repetentes ou que reprovaram a Sistemas Digitais 1 em anos anteriores:
NF = 0,5 x T + 0,5 x P
em que:
T = MAX((0,3 x mT1 + 0,3 x mT2 + 0,4 x mT3); Ex; Tap)
P = MAX(PE, Pap)
em que:
PE = 0,2 x MÉDIA(RIn) + 0,2 x DG + 0,4 x Ap + 0,2 x RF
em que:
n representa o índice numérico de cada relatório intermédio
Tap = Nota teórica obtida no ano passado (por oção do aluno e só se superior ou igual a 9,5 valores)
Pap = Nota prática obtida no ano passado (por oção do aluno e só se superior ou igual a 9,5 valores)

Notas:
(1) Todos os elementos de avaliação são representados na escala de 0 a 20 valores e estão sujeitos a uma nota mínima igual ou superior a 9,5 valores.
(2) Conforme o regulamento de avaliação actualmente em vigor, todas as parcelas são apresentadas com 1 casa decimal excepto a nota final (NF) que é arredondada à unidade.
(3) Alguns dos elementos de avaliação poderão ser obtidos por processos de avaliação entre pares.

Provas e trabalhos especiais

A realização de provas em época especial para alunos finalistas, estudantes trabalhadores e dirigentes associativos, está sujeita a inscrição na Secretaria segundo as normas vigentes. A eventual realização de um exame de época especial contribui apenas para a componente teórica da avaliação. Alunos interessados em realizar a avaliação prática nesta época terão que informar o docente responsável da sua intenção até ao último dia de aulas para definição do calendário e estabelecimento do enunciado do projecto.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Estudantes Trabalhadores, Atletas de Alta Competição, Dirigentes Associativos e Estudantes ao abrigo da Lei da Liberdade Religiosa devem contactar o responsável da UC, durante a primeira quinzena de aulas, para apresentarem as suas especificidades pertinentes, nos termos previstos nos respectivos diplomas legais.

Melhoria de classificação

A realização de provas de exame para efeitos de melhoria está sujeita a inscrição na Secretaria segundo as normas vigentes. A melhoria de nota incide apenas sobre a componente teórica da avaliação.

Observações

Assiduidade:
Com base no Regulamento de Avaliação do Aproveitamento dos Estudantes da ESTSetúbal/IPS, o Conselho Pedagógico deliberou que, para realizar uma UC em avaliação contínua, o estudante tem que estar presente numa percentagem mínima de 75% de aulas (por tipologia). O não cumprimento desta regra exclui o aluno da avaliação contínua aplicando-se as regras e prazos estabelecidos nesta ficha de disciplina.

Página Moodle da disciplina:
É obrigatória a inscrição na página Moodle da disciplina para se ter acesso aos materiais disponíveis e para ter acesso aos diversos instrumentos de avaliação (minitestes, trabalhos práticos e exames).

Regras para realização de provas:
Para além das regras dispostas em demais documentos oficiais do IPS e da ESTSetúbal/IPS, as regras para a realização das provas de avaliação estão disponíveis para consulta na página Moodle da disciplina, são de consulta obrigatória e constituem uma extensão a esta ficha de disciplina. 

Alunos repetentes:
Os alunos que tenham reprovado a Sistemas Digitais 1 mas que tenham obtido avaliação positiva nalguma das componentes (teórica ou prática) no ano transacto poderão ser dispensados de realizar essa componente da avaliação neste ano. Para isso deverão enviar um mail ao responsável da unidade curricular, durante a primeira quinzena de aulas, declarando a sua intenção em manter a nota do ano anterior. No entanto, caso o aluno opte por voltar a realizar qualquer prova da componente antes aprovada, a classificação do ano anterior é imediatamente esquecida prevalecendo aquela que venha a obter no presente ano.