Основно съдържание
Компютрите и интернет
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 1, а "изключен" – 0.
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 1 или като 0.
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 1. Този бит предава информацията, че в USB порта има включено устройство.
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.