گذری بر علم دیجیتال

شاید شما هم در زندگی روزمره به کرات از واژه دیجیتال استفاده کرده باشید و اگر از آن دسته افرادی هستید که هیچگاه مطالعه ای بر این علم جالب نداشته اید مطالعه ایم مقاله بر به شما توصیه می کنم

شاید شما هم در زندگی روزمره به کرات از واژه دیجیتال استفاده کرده باشید و اگر از آن دسته افرادی هستید که هیچگاه مطالعه ای بر این علم جالب نداشته اید مطالعه ایم مقاله بر به شما توصیه می کنم .

در روز افراد کلمه دیجیتال را بارها و بارها تکرار می کنند و تقریباً به هرچیزی می توان پسوند دیجیتال را افزود ، از جمله دوربین دیجیتال ، عکس دیججیتال ، قفل دیجیتال ، کتاب دیجیتال ، بازی دیجیتال و هزاران و هزار از این دست ترکیب ها .

اما .اژه دیجیتال از کجا آمده است ؟کلمه دیجیتال لغتی لاتین است که در مفهوم دیجیت Digit به معنای رقم می باشد و digital به معنای منطق رقمی می باشد که در ترجه آن اصطلاحاً مدارهای منطقی می گویند . اما منطق رقمی که تمامی سیستم های دیجیتال بر پایه آن کار می کند صفر و یک است . بدین معنا که حالتی یا وجود دارد یا وجود ندارد و بین این دو حالت بودن و نبودن حالت دیگری تعریف نمی شود .

و اما اگر مروری داشته باشیم بر سیستم های اعداد رایج در غلوم مختلف می توان به سیستم های دهدهی یا دسیمال Decimal عبارت اند از ۰ تا ۹ که ۱۰ رقم را در بر می گیرد و سیستم رایج در زندگی روزمره می باشد – سیستم دیگر سیستم اکتال octal می باشد که از ۰ تا ۷ می باشد و ۸ رقم است . از انواع دیگر سیستم ها می توان به سیستم هگزادسیمال Hexadecimal اشاره کرد که دارای ۱۶ رقم می باشد که از ۰ تا F است به طوری که A=۱۰ , B=۱۱ , C=۱۲ , D=۱۳ ، E=۱۴ ، F=۱۵ .

اما سیستمی که دیجیتال بر پایه آناست سیستم دودویی یا باینری می باشد . در این سیستم باینری فقط دو حالت صفر و یا یک وجود دارد . در منطق باینری یک رقم ( که می تواند صفر باشد یا یک ) را در اصلاح یک بیت bit گفته می شود . اگر ۸ عدد بیت را در کنار هم قرار دهیم یک بایت byte می توان به وجود آورد . در واقع یک بایت که از ۸ بیت تشکیل شده است دارای دو به توان هشت حالت می باشد که به عبارت دیگر ۲۵۶ حالت برای یک بیت ممکن است وجود داشته باشد .

پس از آشنایی با سیستم دودویی به طور مختصر با نحوه کار این سیستم ها آشنا خواهیم شد .

در سیستم های دیجیتال در کل سه گیت یا دروازه اصلی وجود دارد که سیستم ها بر پایه آن ها کار می کنند . این گیت ها عبارتند از :

ـ گیت AND : که دارای ورودی های مختلف است و تنها یک خروجی برای آن وجود دارد . در خروجی گیت AND زمانی خروجی یک خواهد شد که تمام ورودی آن یک باشد و اگر تنها یکی از آنها صفر باشد خروجی صفر خواهد شد .

ـ گیت OR : این گیت نیز مانند گیت AND تنها دارای یک خروجی است و زمانی این خروجی یک خواهد شد که یکی یا بیشتر از یکی از ورودی ها یک باشد .

ـ گیت NOT : این گیت همان طور که از اسمش مشخص است گیت نفی می باشد . دارای تنها یک ورودی و تنها یک خروجی می باشد و در ورودی هر اطلاعاتی داده شود نفی یا معکوس آن در خروجی ظاهر خواهد شد .

پس از این سه گیت اصلی ۴ گیت دیگر نیز وجود دارد که تنها به نام آنها بسنده می کنیم.

گیتهای NAND – NOR – XOR – XNOR

اما گذشته از تمامی این ایجاد و تغییر و ارسال اطلاعات ثبت و نگه داری اطلاعات شاید یکی از مهمترین فاکتور های سیستم های دیجیتالی باشد . فیلیپ فلاپ ها Flip Flop ثبات های اطلاعات می باشند که هر کدام از این فیلیپ فلاپ می تواند یک بیت اطلاعات را در خود ذخیره کند . فیلاپ فلاپ ها به گروه های مختلفی تقسیم می شوند و هر کدام ویژگی های خودشان را دارند .

اگر شما خودتان بخواهید با استفاده از قطعات الکترونیکی یک کیلو بایت اطلاعات را ذخیره کنید شاید برای حمل این مدار دچار مشکل شوید و از طرفی حتماً آگاه هستید کوچکترین تصاویر با کمترین کیفیت حجمی خیلی بیشتر از این مقدار را دارد . پس حافظه های الکترونیکی مانند رم های گوشی ها که تقریباً به اندازه یک بند از انگشت هستند و یا دیگر حافظه ها با ابغاد کوچک میزان حافظه آنها در حد مکا بایت ، گیگا بایت و حتی ترابایت هستند چگونه کار می کنند ؟؟

در پاسخ به این سوال باید گفت تکنولوژی . به همین دلیل است که روز به روز با پیشرفت تکنولوژی قیمت ها کاهش یافته ، ابعاد کوچکتر شده و حافظه ها چندین برابر می شود . این قسمت از دانش دیجیتال مربوط به غول های سازنده قطعات الکترونیک می شود که هر روز دقت آنها بیشتر شده و سرعت تولید آنها سریعتر می شود .

خلاصه ایی از این علم زیبا و جالب را برای شما دوستان گفتم اگر با خواندن این مطلب علاقه مند شده اید پس ورود شما را به این دینا تبریک می گویم .

مهندس محسن جانجانی