Հիմնական նյութ
Դասընթաց․ (Համակարգիչներ և համացանցը) > Բաժին 2
Դաս 2: Էլեկտրականությունից մինչև բիթերԷլեկտրականությունից մինչև բիթեր
Համակարգչում ինֆորմացիան անցնում է լարերով : Տեղեկատվությունը լարով փոխանցելու ամենահեշտ ձևը այն «միացված» կամ «անջատված» համարելն է ՝ ելնելով այն բանից, թե որքան էլեկտրաէներգիա է անցնում դրա միջով:
«Միացված» լարը ներկայացնում է
Տեղեկատվության այս փոքր մասը կոչվում է «բիթ», և դա ամենափոքր տեղեկատվությունն է, որ համակարգիչները մշակում են:
Ավելի շատ լարեր = ավելի շատ բիթեր
Մեկ լարը կարող է ներկայացնել միայն մեկ բիթ, մեկ տեղեկատվություն: Մենք կարող ենք ներկայացնել մետաղադրամի շրջման արդյունքները մեկ բիթով, ասելով, որ 0-ն ներկայացնում է զինանշան, իսկ 1-ը ներկայացնում է թիվ, բայց սովորաբար համակարգչում անհրաժեշտ է շատ ավելի շատ տեղեկատվություն ներկայացնել, քան դա:
Լուծումը ավելի շատ լարերն են: Յուրաքանչյուր լար ավելացնում է լրացուցիչ տեղեկատվություն, լրացուցիչ բիթ, որը կարելի է համարել միացված կամ անջատված, 1 կամ 0:
Օրինակ, ենթադրենք, որ ուզում ենք ներկայացնել, թե երեք լամպերից որն է միացնել: Մենք կարող ենք օգտագործել երեք լար, որոնցից յուրաքանչյուրը ներկայացնում է լամպի միացված/անջատված վիճակը.
Համակարգիչներում մենք օգտագործում ենք բիթեր՝ թվերը ներկայացնելու համար օգտագործելով երկուական թվային համակարգը: Հաջորդ հոդվածում մենք կուսումնասիրենք երկուական համակարգի թվերը:
Աբստրակցիայի ետևում
Իրականում լարը հենց այնպես «միացված» կամ «անջատված» չէ: Դա աբստրակցիա է, որը պարզեցնում է համակարգիչների աշխատանքի մանրամասները: Մենք հաճախ օգտագործում ենք այն համակարգչային գիտության մեջ, որպեսզի կարողանանք ավելի հեշտ հասկանալ մեր կառուցած համակարգերը: Եկեք նայենք «գլխարկի հետևից»՝ տեսնելու, թե ինչպես է աշխատում այս աբստրակցիան:
Լարը կարող է ունենալ տարբեր քանակությամբ էլեկտրաէներգիա, որը հոսում է իր միջով, բայց համակարգիչը պետք է կարողանա մեկնաբանել հաղորդալարերի էլեկտրաէներգիան որպես հաստատ
1947 թվականին ինժեներները հայտնագործեցին տրանզիստորը՝ փոքրիկ ֆիզիկական սարքը, որը գործում է որպես թվային անջատիչ համակարգիչներում։ Տրանզիստորը միանում է, երբ բավականաչափ էլեկտրաէներգիա է անցնում, և հակառակ դեպքում անջատվում է:
Որքա՞ն էլեկտրաէներգիան է «բավական». Դա կախված է տրանզիստորից և դրա շեմային լարումից: Եթե ինժեներն օգտագործում է 4,5 վոլտ շեմային լարման տրանզիստոր, ապա 4,5 կամ ավելի բարձր լարումը կմիացնի տրանզիստորը: Ավելի ցածր լարման դեպքում տրանզիստորը մնում է անջատված:
Դիտարկենք համակարգիչը, որը պետք է որոշի, թե արդյո՞ք USB(Universal Serial Bus) մալուխը միացված է: Երբ մկնիկի մալուխը միացնում եք համակարգչի USB պորտին, մկնիկի սխեման օգտագործում է պորտի տրամադրած լարումը՝ այն մալուխում 3,3 վոլտից բարձրացնելու համար: Համակարգչի ներսում տրանզիստորը հայտնաբերում է բարձր լարումը և այն թարգմանում է «on» կամ
Այս դեպքում ինժեներները օգտագործել են տրանզիստոր, որի շեմային լարումը 3,3 վոլտ է «միացված» վիճակի համար, իսկ 0,3 վոլտ՝ «անջատված» վիճակի համար:
Տրանզիստորների բազում տեսակներ կան: Ինժեներները ընտրում են տրանզիստորները, որոնք լավագույնս համապատասխանում են աշխատանքին՝ հաշվի առնելով այնպիսի բնութագրիչներ, ինչպիսիք են շեմային լարումը, նյութը և չափը:
Քո համակարգչի ներսում տրանզիստորներն այնքան փոքր են, որ դրանք տեսնելու համար մեզ անհրաժեշտ կլինի մեծ հզորությամբ մանրադիտակ: Այնուամենայնիվ, տրանզիստորներն օգտագործվում են նաև այլ էլեկտրական նախագծերում, և այդ տրանզիստորներն այն տրանզիստորներն են, որոնք կարող ես ձեռքով բռնել: Ահա մի քանի օրինակներ.
Շատ էլեկտրաինժիներիայի և ֆիզիկայի գիտելիքներ են անհրաժեշտ հասկանալու համար համակարգչային տեխնիկայի ֆիզիկական կառուցվածքը, ինչպիսին տրանզիստորներն են, և մենք այստեղ չենք ուսումնասիրի դա: Եթե ցանկանում ես ավելին իմանալ, տես այս տեսանյութը ինչպես է աշխատում տրանզիստորը.
Այստեղ կարևոր կետն այն է, որ համակարգիչները կառուցված են աբստրակցիայի շերտերի վրա։ Այդ շերտերը համակարգչային ինժեներներին հնարավորություն են տալիս օգտագործել և կառավարել համակարգիչները կանխատեսելի ձևերով:
🙋🏽🙋🏻♀️🙋🏿♂️Ունե՞ք հարցեր այս թեմայի վերաբերյալ: Մենք կցանկանայինք պատասխանել, պարզապես հարցրեք ստորև ներկայացված հարցերի տարածքում:
Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։
Առայժմ հրապարակումներ չկան։