دانلود مقاله چطور کامپیوتر اعمال ریاضی و منطقی را انجام می‌دهد

word قابل ویرایش
14 صفحه
4700 تومان

چطور کامپیوتر اعمال ریاضی و منطقی را انجام می‌دهد

راحت‌ترین روش برای توضیح و درک روش کار کامپیوترها اینست که آنها را مانند مجموعه‌های عظیمی از کلیدها فرض کرد، چیزی که واقعاً هستند: کلیدهایی به شکل ترانزیستورهای میکروسکوپی که بر روی لایه‌ای از سیلیکون حک شده‌اند. برای یک کامپیوتر فرض کنید که تخته‌ای پر از ردیف‌ها و ستون‌های پر از چراغ است و پشت آن اتاق کنترل که برای هر چراغ یک کلید در آن قرار دارد. بوسیله روشن کردن کلیدهای صحیح می‌توانید اسمتان را بنویسید یا تصویری بکشید.

البته آنجا کلیدهای اصلی‌ای وجود دارند که دسته‌ای از کلیدهای دیگر را کنترل می‌کنند. به جای روشن / خاموش کردن همه کلیدهایی که در نهایت منجر به نوشتن اسم شما می‌شود می‌توانید یک کلید را که مجموعه‌ای از چراغها را روشن می‌کند، را بزنید تا مثلاً حرف «ب» را چاپ کنید.

در کامپیوترها هم ظاهر کامپیوتر همان صفحه چراغهاست، RAM (که مجموعه‌ای از کلیدای ترانزیستوری است) همان اتاق کنترل است، KeyBoard همان کلیدهای اصلی است.
یکی دیگر از کارهای مهم کامپیوتر انجام اعمال ریاضی و منطقی است. با همان کلیدهای اصلی کامپوتر می‌تواند عمل جمع را با استفاده از مبنای ۲ انجام دهد. و وقتی که توانست جمع را انجام دهد هر عمل دیگری را هم می‌تواند انجام دهد: ضرب همان جمع‌های پشت سر هم تکرار شده تفریق همان جمع با عدد منفی و تقسیم همان تفریق تکرار شده.

و از نظر کامپیوتر هرچیزی اعداد است و این به ترانزیستورها اجازه می‌دهد تا هر نوع پردازش داده را انجام دهند.

در حقیقت اولین کامپیوترها در روش استفاده بیشتر شبیه همان صفحه‌ها بودند.
KeyBoard یا نمایش دهنده نداشتند. اولین کاربران کامپیوترها در حقیقت مجموعه‌ای از کلیدها را در ترتیب معین وارد می‌کردند که در برگیرنده هم اطلاعات ورودی و هم دستورالعمل‌ها برای کار با اطلاعات بود.

به جای ترانزیستورها کامپیوترهای اولیه از لامپ‌های خلاء استفاده می‌کردند که حجیم بودند و گرمای زیادی تولید می‌کردند.
برای گرفتن جواب کامپیوتر، کاربرها مجبور بودند چیزی را که شبیه نمایش‌ای اتفاقی از چراغها بود را درک کنند.
۱ـ همه اطلاعات، کلمات و graphicها مثل اعداد باید در فرم اعداد دودویی در کامپیوتر حفظ و نگه‌داری شوند (یعنی اعداد با ارقام ۰ و ۱)

۲ـ کلیدهای ترانزیستوری برای محاسبه اعداد دودویی استفاده می‌شوند چون برای هر کلیدی دو حالت وجود دارد الف) باز (قطع) ب) بسته (روشن) که خیلی با اعداد دودویی مطابقت دارد. یک ترانزیستور که از آن هیچ جریانی عبور نمی‌کند یک ۰ اعلام می‌کند. یک ترانزیستور که یک پالس الکتریسیته (که توسط ساعت کامپیوتر منظم می‌شود) را از خود عبور می‌دهد یک ۱ اعلام می‌کند. (ساعت کامپیوتر سرعت کامپیوتر را تنظیم می‌کند، هر چه ساعت سریعتر کار کند با تولید پالس‌های الکتریسیته کامپیوتر سریعتر کار می‌کند. سرعت‌های ساعت با مگاهرتز یا میلیون تیک بر ثانیه اندازه‌گیری می‌شود). جریان الکتریکی عبوری از یک ترانزیستور می‌تواند برای کنترل ترانزیستور بعدی استفاده شود. چنین ترتیبی یک دروازه نامیده می‌شود چون مثل در یک حصار ترانزیستور می‌تواند باز و بسته شود واجازه دهد تا جریان از آن عبور کند یا متوقف شود.

۳ـ ساده‌ترین حالتی که می‌تواند توسط یک ترانزیستور انجام شود یک دروازه منطقی NOT نامیده می‌شود که از یک ترانزیستور ساده تشکیل شده است. NOT طوری طراحی شده که یک ورودی از ساعت کامپیوتر و یک ورودی از ترانزیستور قبلی است. اگر جریان از ترانزیستور ورودی ۱ اعلام کند، دروازه خود ترانزیستور طوری باز می‌شود که یک پالس یا جریان نمی‌تواند از آن عبور کند که نتیجه آن اعلام ۰ است.

یک ورودی ۰ دروازه NOT را می‌بندد که در نتیجه آن پالس ساعت از آن عبور کند و نتیجه آن یک ۱ شود.
۴ـ دروازه‌های NOT به روشهای مختلف به هم متصل می‌شوند تا دروازه‌های منطقی دیگر را مبازند، که همه یک ورودی از ساعت و دو ورودی از راههای ورودی برای پالس‌های دروازه‌های دیگر دارند. دروازه OR یک ۱ اعلام می‌کند در صورتیکه حداقل ۱ بین ورودی‌ها باشند.
۵ـ دروازه AND فقط وقتی که هر دو ورودی ۱ باشند، خروجی ۱ می‌دهد.
۶ـ در یک دروازه XOR اگر هر دو ورودی مثل هم باشند، خروجی ۰ است وگرنه ۱
۷ـ با ترکیب دروازه‌های منطقی، یک کامپیوتر اعمال ریاضی را انجام می‌دهد که پایه تمام عملیاتش می‌باشد.
این با طراحی دروازه هایی که Full Adder, half adder نامیده می‌شوند به تکامل می‌رسد.
Half-adder: در برگیرنده دروازه XOR و یک دروازه AND، که هر دو یک عدد دودویی یک رقمی را دریافت می‌کنند.
Full-Adder: از چند half adder و کلیدهای دیگر تشکیل می‌شوند.
۸ـ ترکیب یک half-adder و یک Full-adder می‌تواند با اعداد دودویی بزرگتر کار کرد و تولید نتایجی کرد که شامل اعداد بیشتری باشند.

مثال جمع کردن دو عدد ۲ و ۳:
(a 2(11)=3 2(10)=3
(b half-adder ارقام راست دو عدد را تحت منطق XOR و AND می‌برد. نتیجه XOR رقم سمت راست نتیجه خواهد بود و نتیجه AND به دروازه Full-Adder فرستاده می‌شود تا اعمال AND, XOR در آنجا روی انجام شود.
(C به علاوه full-Adder با ارقام سمت چپ از ۱۱ و ۱۰ کار می‌کند و نتایج را به دروازه‌های XOR, AND دیگرمی‌فرستد.
(d نتایج XOR و AND کردن ارقام سمت چپ با نتایج half-adder پردازش می‌شود. یکی از نتایج جدید از طریق یک دروازه OR منتقل می‌شود.

برای اعداد بزرگتر full-adderهای بیشتری نیاز است، برای هر رقم در عدد دودویی یک full-adder.
قبل از آمدنفرمت MPEG و فن‌آوری DVDها، VIDEO در تلویزیون‌ها قابل قبول‌تر از PCها بود. بزرگترین برتری سیستم‌های PC در این زمینه به VIDEO TAPEها امکان دسترسی تصادفی (Random access) بود چرا که در VIDEO TAPEها شما مجبور هستید برای رسیدن به نقطه‌ای خاص تمام مسیر قبل از آن را طی کنید. دسترسی تصادفی در تعریف، همان آزادی در حرکت به هر نقطه در رشته‌ای از اطلاعات است. در کنفرانس‌های تصویری هم می‌توان به طور زنده با شخص دیگری در نقطه‌ای دیگر از جهان ارتباط برقرار کرد.

قبل از به بازار آمدن تلویزیون‌های دیجیتالی با وضوح بالا، تفاوت تلویزیون و مانیتور در روش تولید تصویر بود. تلویزیون دیجیتالی با وضوح بالا، تفاوت تلویزیون و مانیتور در روش تولید تصویر بود. تلویزیون یک دستگاه آنالوگ است که اطلاعاتش را از امواج متغیر می‌گیرد. یک مانیتور برای کنترل تصویر از امواج آنالوگ استفاده می‌کند ولی اطلاعاتی که برای نمایش می‌آید از اطلاعات دیجیتالی است، شارش داده به راحتی می‌تواند توانایی نمایش تصویر را بالا ببرد. برای همین است که بعضی از تصاویر multimedia هنوز کوچک و با پرش پخش می‌شوند.

تصویر کوچکتر به معنی اطلاعات کمتری است ـ به عبارتی Pixelهای کمتری ـ که کامپیوتر باید بخواند و update جدید کنید. پرش تصویر به این دلیل است که عمل update کردن تصویر ـ فقط ۵ تا ۱۵ باربر ثانیه ـ کند انجام می‌شود در حالی که در همین موقعیت در تلویزیون ۳۰ فریم پخش می‌شود.

با آمدن فرمت‌های جدید داده بعضی از این مشکلات رفع شده‌اند.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 4700 تومان در 14 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد