Основно съдържание
Курс: Компютрите и интернет > Раздел 2
Урок 2: От електричество до битовеОт електричество до битове
Информацията в компютъра се пренася от проводници. Най-лесната концепция за пренос е да приемем, че проводникът е "включен" или "изключен" в зависимост от количеството ток, който преминава през него.
"Включен" проводник означава
Тази частица информация се нарича "бит" и е най-малката, която компютрите могат да обработят.
Повече проводници = повече битове
Един проводник може да съдържа само един бит, една частица информация. Можем да съхраним резултата от хвърляне на монета в един бит: ако приемем, че 0 означава ези, а 1 – тура. Обикновено обаче ни се налага да запазваме много повече информация.
Какво е решението? Повече проводници! Всеки един добавя още един бит, който е "включен" или "изключен", 1 или 0.
Ако например искаме да съхраним в паметта кои от трите крушки са светнати, можем да използваме три проводника, като всеки от тях ще представя състоянието на конкретна крушка:
В компютрите използваме битове за представяне на числа, като използваме двоичната бройна система. Ще се запознаем с нея в следващата част.
Отвъд абстракцията
В реалността проводникът не е точно "включен" или "изключен". Това е абстракция, която опростява начина, по който компютрите работят. В компютърните науки често използваме абстракции, за да можем по-лесно да разберем системите, които разработваме. Нека погледнем под капака и да видим как работи тази абстракция.
В проводника може да тече различно количество ток, но компютърът трябва да може да интерпретира този ток със сигурност като
През 1947 г. инженерите изобретяват транзистора, малко устройство, което работи като цифров превключвател в компютрите. Той се включва, когато през него преминава достатъчно ток, иначе е изключен.
Колко ток е "достатъчно"? Това зависи от транзистора и неговия праг на напрежение. Ако имаме праг от 4,5 волта, напрежение от 4,5 и повече волта ще включи транзистора.
Как компютърът ти разбира, че към него е включен USB кабел? Когато включиш мишка към USB порта, платките в нея увеличават подаденото напрежение до над 3,3 волта. Транзистор в компютъра регистрира високото напрежение и го транслира в
В този случай инженерите използват транзистор с праг на напрежение от 3,3 волта за "включено" състояние и 0,3 волта – за "изключено".
Съществува голямо разнообразие от транзистори. Инженерите избират правилния, взимайки предвид прага на напрежение, размера и материала, използван за изработката.
Транзисторите в компютъра ти са толкова малки, че ще ни е нужен мощен микроскоп, за да можем да ги видим. Транзистори се използват също така в електротехниката и са достатъчно големи, за можеш да ги хванеш с пръсти. Ето няколко примера:
За изработката на хардуер като транзисторите се използват много концепции от електротехниката и физиката, с които няма как да се запознаем тук. Ако искаш да научиш повече, гледай видеото за това как работи транзисторът.
От фундаментално значение е това, че компютрите са изградени върху различни пластове от абстракции. Те позволяват на инженерите да използват и да контролират компютрите по предвидим начин.
🙋🏽🙋🏻♀️🙋🏿♂️Имаш ли въпроси по темата? Ще се радваме да ти отговорим, просто задай въпросите си по-долу!
Искаш ли да се присъединиш към разговора?
Все още няма публикации.