codogo de hamming

7: Tópicos Especiales

Este capítulo está dedicado tanto al estudio de ciertos temas selectos que
ocurren con bastante frecuencia en las aplicaciones cotidianas de los circuitos
lógicos como a ciertos temas cuya discusión había sido postpuesta mientras el
lector se familiarizaba con el contenido de los capítulos anteriores.
Dada la gran variedad de aplicaciones que encuentra la lógicadigital en la
práctica, es imposible cubrir todas ellas en una obra limitada como la presente.
Posiblemente la aplicación más importante de esta rama de la electrónica sea la
computadora digital. Un estudio a fondo sobre este tema queda fuera del
alcance de este libro, aunque de cualquier manera se ha incluído información
introductoria en los Suplementos puestos al final de esta obra. Se hacehincapié,
sin embargo, en el hecho de que podemos construír una computadora digital
usando los elementos estudiados en los capítulos anteriores. De cualquier
manera, se deja el estudio de dicho tema a obras más especializadas.
Idealmente, en lógica positiva, un "0" lógico equivale exactamente a cero volts, y
un "1" lógico equivale exactamente al máximo nivel de voltaje proporcionado
por lafuente de poder, y la transición de "0" a "1" ó de "1" a "0" se lleva a cabo
de una manera instantánea.
En la práctica, sin embargo, esto no es posible. Conforme las señales digitales
van siendo procesadas y van pasando de un circuito a otro, ni el "0" lógico se
puede mantener exactamente en cero volts, ni el "1" lógico alcanza a llegar hasta
el máximo nivel de volta dado por la fuente de poderque alimenta al sistema.
Esto se hace más notorio conforme la velocidad de las señales va aumentando y
estas tienen que salir inclusive fuera de la computadora hacia un mundo hostil
en donde las interferencias eléctricas y los ruidos generados por motores
pesados o aparatos electrodomésticos degradan a la señal agregándole un
componente de "ruido" que antes no tenía. Para que las señalesdigitales del
mundo real puedan ser de utilidad, es necesario establecer límites arriba de los
cuales un "0" lógico no puede ser considerado ya como tal y debajo de los cuales
tampoco un "1" lógico puede ser considerado así. En la siguiente figura en
donde podemos distinguir pulso digital, vemos definidas dos bandas amarillas
dentro de las cuales el "0" se puede considerar como una señal útil y el"1"
también puede ser considerado como una señal útil:

La región intermedia entre estas dos bandas, determinada por el tipo de
electrónica que se esté utilizando, es considerada como la "tierra de nadie", y
para evitar indefiniciones es necesario incorporar dentro del arsenal de
funciones lógicas básicas componentes que sean capaces de "limpiar" una señal
ruidosa extrayendo los verdaderos"unos" y los verdaderos "ceros" de todo el
ruido circundante, componentes tales como el gatillo Schmitt que será
explorado más a fondo en los problemas resueltos.
Frecuentemente, quizá con demasiada frecuencia, al transmitir señales digitales
de un punto a otro la señal de cualquier modo pese a los mecanismos
compensadores usados para intentar distinguir claramente entre un "0" y un "1"fallan, y en vez de recibirse lo que debería ser un "0" se recibe erróneamente un
"1", o en vez de recibirse lo que debería ser un "1" se recibe erróneamente un
"0". Es por ello que, además de la electrónica correctora implementada por
medio del hardware para tratar de reafirmar un "0" como un "0" y un "1" como
un "1", se llevan a cabo procedimientos de detección de errores agregando
informaciónadicional a la señal digital.
El mecanismo más frecuentemente utilizado para la detección de errores quizá
lo sea la adición del bit de paridad. Esta técnica empezó a tener aplicaciones
amplias al utilizarse el código ASCII para transmitir caracteres alfanuméricos de
byte en byte. Como el código ASCII no utiliza más de 7 bits para la transmisión
de cada caracter ASCII, se puede utilizar...