L'algebra di Boole è un sistema matematico che opera con due soli valori: 0 (falso) e 1 (vero). Le operazioni fondamentali sono AND (·), OR (+) e NOT (¬). È la base matematica di tutta l'elettronica digitale e dell'informatica.
2. Nel sistema di numerazione binario, il numero 1100 corrisponde al decimale:
💡Spiegazione
1100 in binario = 1×2³ + 1×2² + 0×2¹ + 0×2⁰ = 8 + 4 + 0 + 0 = 12 in decimale. Ogni cifra binaria ha un peso che è una potenza di 2, partendo da destra con 2⁰.
3. Un flip-flop è un circuito digitale che:
💡Spiegazione
Il flip-flop è l'elemento base della memoria digitale: è un circuito bistabile che può memorizzare un bit (0 o 1). I tipi principali sono: SR (Set-Reset), D (Data), JK e T (Toggle). I registri e le memorie RAM sono costruiti con flip-flop.
4. Un multiplexer (MUX) è un circuito che:
💡Spiegazione
Il multiplexer (MUX) seleziona uno tra N ingressi e lo trasferisce all'unica uscita, in base ai segnali di selezione. Un MUX 4-a-1 ha 4 ingressi dati, 2 ingressi di selezione e 1 uscita. Il demultiplexer (DEMUX) fa l'operazione inversa.
5. La porta logica XOR (OR esclusivo) ha uscita 1 quando:
💡Spiegazione
La porta XOR (eXclusive OR) ha uscita 1 solo quando gli ingressi sono diversi: Y = A⊕B. Tabella: 0⊕0=0, 0⊕1=1, 1⊕0=1, 1⊕1=0. È usata in sommatori, comparatori e circuiti di parità per il rilevamento errori.
6. La porta logica NAND è equivalente a:
💡Spiegazione
La porta NAND (NOT-AND) è una porta AND seguita da un invertitore (NOT). L'uscita è il complemento dell'AND: Y = NOT(A·B). La NAND è una porta universale: con sole porte NAND si può realizzare qualsiasi funzione logica.
7. Un convertitore analogico-digitale (ADC) serve a:
💡Spiegazione
L'ADC (Analog-to-Digital Converter) converte un segnale analogico continuo (es. tensione, temperatura) in un valore digitale discreto (sequenza di bit). La risoluzione dipende dal numero di bit: un ADC a 8 bit ha 256 livelli, uno a 10 bit ne ha 1024.
8. Arduino è una piattaforma basata su microcontrollore che utilizza un linguaggio simile a:
💡Spiegazione
Arduino utilizza un linguaggio di programmazione basato su C/C++ con una libreria semplificata. I programmi (sketch) hanno due funzioni principali: setup() (eseguita una volta all'avvio) e loop() (eseguita ripetutamente). È ideale per prototipazione elettronica.
9. Un contatore binario a 4 bit può contare da:
💡Spiegazione
Un contatore a 4 bit può rappresentare 2⁴ = 16 stati diversi, contando da 0 (0000) a 15 (1111). Dopo 15, il contatore ritorna a 0 (overflow). Un contatore a n bit conta da 0 a 2ⁿ - 1.
10. Un microcontrollore si differenzia da un microprocessore perché:
💡Spiegazione
Il microcontrollore (es. Arduino con ATmega328) integra su un singolo chip: CPU, memoria RAM, memoria Flash/ROM, porte I/O, timer, ADC e altre periferiche. Il microprocessore (es. Intel Core) ha solo la CPU e necessita di componenti esterni.
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