خوش آموز درخت تو گر بار دانش بگیرد، به زیر آوری چرخ نیلوفری را
آشنایی با پردازنده : منطق دیجیتال (DIGITAL LOGIC)
پیش از آن که در موضوع مدارهای دیجیتالی و منطق پردازنده عمیق شویم، ابتدا باید برخی مطالب اساسی و پایه ای را در مورد اینکه یک کامپیوتر و یک پردازنده چگونه الکتریسیته (برق) را مصرف می کنند، بدانیم. کاملا طبیعی است که کامپیوتر را مانند هر وسیله الکتریکی دیگری از جمله یخچال، تلویزیون، رادیو و ... تصور کنیم. شما ابتدا آن را به برق وصل می کنید، روشنش می کنید و کار خواهد کرد. چه چیزی می تواند از این ساده تر باشد؟ اما در واقعیت همه چیز به این سادگی ها نیست که شما می بینید.
درست مانند کلید برقی که روی دیوار منزل شما قرار دارد، وضعیت جریان الکتریسیته در کامپیوتر شما هم همین دو وضعیت خاموش یا روشن را دارد. داده ها در کامپیوتر توسط بارهای الکتریکی ذخیره می شوند که یا خاموش هستند و یا روشن. در روزهای اولیه کامپیوترها، لامپ های خلاء، که از نظر شکل و اندازه شبیه لامپ های کوچک بودند، داده ها را روی کامپیوتر ذخیره می کردند. روش ذخیره سازی به این شکل بود که هر لامپ را خاموش یا روشن می کردند. در کامپیوترهای امروزی نیز این اتفاق به همان شکل می افتد، فقط تفاوت در اینست که امروزه به جای آن لامپ های خلاء از شکل خیلی ریز شده آن در مقیاس بسیار کوچک استفاده می شود، که نام آنها ترانزیستور (transistor) می باشد. درست مانند لامپ های خلاء اولیه، هر ترانزیستور می تواند یک وضعیت روشن یا خاموش را در ارتباط با بار الکتریکی، نگهداری کند.
در واقع، بار الکتریکی موجود در یک ترانزیستور، در دو وضعیت سطح ولتاژ متفاوت می تواند باشد، که برای شناسایی وضعیت خاموش یا روشن بودن آن از سطح ولتاژ متفاوتی استفاده می گردد. سطح ولتاژ بالاتر یک مقدار را نشان می دهد، و سطح ولتاژ پایینتر مقدار دیگری را نشان می دهد. از آنجایی که کامپیوتر فقط همین دو وضعیت الکتریکی را دارد، و فقط می تواند وضعیت خاموش یا روشن را در خود ذخیره کند، برای نگهداری داده های بیشتر لازم است تا تعداد ترانزیستورهای بیشتری را در داخل کامپیوتر جا داد. هر چه تعداد این ترانزیستورها بیشتر باشد، از ترکیب آنها می توان وضعیت های بیشتری را ایجاد کرد و در نیتجه داده های پیچیده تری را نیز ذخیره کرد.
اگر بنا بود تنها چیزهایی را در کامپیوتر ذخیره کنید که دارای دو وضعیت متفاوت باشند، مانند بله/خیر، درست/غلط، پسر/دختر، مرد/زن، باسواد/بیسواد و ... ، در این وضعیت کار کامپیوترها بسیار راحت می بود. چون آنها می توانستند ولتاژ سطح بالاتر را به منزله یکی از این وضعیت ها لحاظ کنند و ولتاژ سطح پایینتر را به منزله وضعیت دیگر در نظر بگیرند. در این حالت نیازی به هیچگونه پیچیدگی اضافه در ارتباط با کامپیوترها نبود. اما اگر بخواهید اطلاعات بیشتری مانند نام، تاریخ، حقایق، اعداد و سایر اطلاعات پیچیده را ذخیره کنید، چه؟ در این وضعیت باید چه کار کنید؟
آموزش قبلی : آشنایی با پردازنده : ریز پردازنده (microprocessor)
آموزش بعدی : آشنایی با پردازنده : داده های باینری (Binary Data)
منطق دو وضعیتی (Two-State Logic)
درست مانند کلید برقی که روی دیوار منزل شما قرار دارد، وضعیت جریان الکتریسیته در کامپیوتر شما هم همین دو وضعیت خاموش یا روشن را دارد. داده ها در کامپیوتر توسط بارهای الکتریکی ذخیره می شوند که یا خاموش هستند و یا روشن. در روزهای اولیه کامپیوترها، لامپ های خلاء، که از نظر شکل و اندازه شبیه لامپ های کوچک بودند، داده ها را روی کامپیوتر ذخیره می کردند. روش ذخیره سازی به این شکل بود که هر لامپ را خاموش یا روشن می کردند. در کامپیوترهای امروزی نیز این اتفاق به همان شکل می افتد، فقط تفاوت در اینست که امروزه به جای آن لامپ های خلاء از شکل خیلی ریز شده آن در مقیاس بسیار کوچک استفاده می شود، که نام آنها ترانزیستور (transistor) می باشد. درست مانند لامپ های خلاء اولیه، هر ترانزیستور می تواند یک وضعیت روشن یا خاموش را در ارتباط با بار الکتریکی، نگهداری کند.
تصویر زیر لامپ های خلاء (Vacuum tube) را به شما نشان می دهد.
تصویر زیر ترانزیستورها (transistor) را به شما نشان می دهد. بد نیست بدانید، امروزه با استفاده از فناوری های پیشرفته بیش از میلیونها ترانزیستور را در یک CPU کوچک قرار می دهند.
تصویر زیر ترانزیستورها (transistor) را به شما نشان می دهد. بد نیست بدانید، امروزه با استفاده از فناوری های پیشرفته بیش از میلیونها ترانزیستور را در یک CPU کوچک قرار می دهند.
در واقع، بار الکتریکی موجود در یک ترانزیستور، در دو وضعیت سطح ولتاژ متفاوت می تواند باشد، که برای شناسایی وضعیت خاموش یا روشن بودن آن از سطح ولتاژ متفاوتی استفاده می گردد. سطح ولتاژ بالاتر یک مقدار را نشان می دهد، و سطح ولتاژ پایینتر مقدار دیگری را نشان می دهد. از آنجایی که کامپیوتر فقط همین دو وضعیت الکتریکی را دارد، و فقط می تواند وضعیت خاموش یا روشن را در خود ذخیره کند، برای نگهداری داده های بیشتر لازم است تا تعداد ترانزیستورهای بیشتری را در داخل کامپیوتر جا داد. هر چه تعداد این ترانزیستورها بیشتر باشد، از ترکیب آنها می توان وضعیت های بیشتری را ایجاد کرد و در نیتجه داده های پیچیده تری را نیز ذخیره کرد.
اگر بنا بود تنها چیزهایی را در کامپیوتر ذخیره کنید که دارای دو وضعیت متفاوت باشند، مانند بله/خیر، درست/غلط، پسر/دختر، مرد/زن، باسواد/بیسواد و ... ، در این وضعیت کار کامپیوترها بسیار راحت می بود. چون آنها می توانستند ولتاژ سطح بالاتر را به منزله یکی از این وضعیت ها لحاظ کنند و ولتاژ سطح پایینتر را به منزله وضعیت دیگر در نظر بگیرند. در این حالت نیازی به هیچگونه پیچیدگی اضافه در ارتباط با کامپیوترها نبود. اما اگر بخواهید اطلاعات بیشتری مانند نام، تاریخ، حقایق، اعداد و سایر اطلاعات پیچیده را ذخیره کنید، چه؟ در این وضعیت باید چه کار کنید؟
برای مشاهده فهرست آموزش های این دوره آموزشی بر روی لینک زیر کلیک کنید :
آموزش قبلی : آشنایی با پردازنده : ریز پردازنده (microprocessor)
آموزش بعدی : آشنایی با پردازنده : داده های باینری (Binary Data)
نمایش دیدگاه ها (0 دیدگاه)
دیدگاه خود را ثبت کنید: