تا کنون به آنچه که در داخل یک ماشین حساب اتفاق می افتد توجه کرده اید؟ اما واقعا چگونه ماشین حساب دو عدد را می گیرید و آنها را به یک سوم می رسانیم. برای کسانی که تمایل دارند جزئیات بیشتری را بدانند، توضیح کمی از چگونگی رخ دادن این اتفاق را برایتان شرح می دهیم. به طور خلاصه، این عمل با نشان دادن اعداد اعشاری که ما آنها را به نام اعداد باینری می شناسیم صورت می گیرد و آنها را با مدارهای الکتریکی شناخته شده به عنوان دروازه های منطقی مقایسه می کند.
تا کنون به آنچه که در داخل یک ماشین حساب اتفاق می افتد توجه کرده اید؟ اما واقعا چگونه ماشین حساب دو عدد را می گیرید و آنها را به یک سوم می رسانیم. برای کسانی که تمایل دارند جزئیات بیشتری را بدانند، توضیح کمی از چگونگی رخ دادن این اتفاق را برایتان شرح می دهیم. به طور خلاصه، این عمل با نشان دادن اعداد اعشاری که ما آنها را به نام اعداد باینری می شناسیم صورت می گیرد و آنها را با مدارهای الکتریکی شناخته شده به عنوان دروازه های منطقی مقایسه می کند.
چگونگی نمایش اعداد باینری
انسانها بر روی اعداد با فرمت اعشاری (اعداد 0-9) به طور عمده کار می کنند، اعتقاد بر این است که ما ده انگشت داریم که با آن حساب و کتاب می کنیم. اما اعداد مورد استفاده برای نوشتن مقادیر اعدادی اختیاری هستند. فرض کنید شما یک کیسه سکه دارید و می خواهید به من بگویید که ارزش آنها چقدر است. شما می توانید به کیسه اشاره کنید، من می توانم به آن نگاه کنم، و اگر سکه های زیادی را ببینم، نتیجه می گیرم که شما ثروتمند هستید. اما اگر من آنجا نبودم که به کیسه نگاه کنم چه؟ پس شما بایداز نمادی برای نشان دادن سکه ها استفاده کنید و این چیزی است که به آن عدد می گویند: نمادی که مقدار هر شیء را نشان می دهد. اگر 19 سکه در آن وجود داشته باشد، می توانید دو علامت "1" و "9" را با هم بخوانید: 19. با هم، این بدان معنی است که 1 × 10 به همراه 9 × 1 = 19. به این ترتیب دهها کار با استفاده از یک سیستم 10 نمادی انجام می شود. اما شما می توانید از نمادهای دیگر نیز استفاده کنید.
برای قرن گذشته یا قبلتر، رایانه ها و ماشین حساب ها از انواع دستگاه های سوئیچینگ ساخته می شدند که می توانستند در یک موقعیت یا در موقعیت دیگری قرار بگیرند. درست مانند یک سوئیچ نور، هم می توانند "روشن" یا "خاموش" باشند. به همین علت، رایانه ها و ماشین حساب ها با استفاده از آنچه که کد باینری نامیده می شود، اعداد را ذخیره و پردازش می کنند که فقط از دو علامت (0 و 1) برای نشان دادن هر عدد استفاده می کند. بنابراین در کد باینری شماره 19 به صورت 10011 نوشته می شود که به معنی (1 × 16) + (0 × 8) + (0 × 4) + (1 × 2) + (1 × 1) = 19 است. زیبایی باینری این است که شما می توانید هر عدد دهدهی را با مجموعه ای از سوئیچ ها که یا روشن هستند (1) و یا خاموش (0) هستند، نشان دهید.
استفاده از دروازه های منطقی با اعداد باینری
بگذارید بگوییم شما می خواهید مجموع دو عدد 3 + 2 = 5 را انجام دهید.
یک ماشین حساب یک مسئله را اینگونه انجام می دهد که دو عدد را به باینری تبدیل می کند، که به ما 11 (3 در باینری = 1 × 2 + 1 × 1) به علاوه 10 (2 در باینری = 1 × 2 + 0 × 1) که عدد 101 ( 5 در دودویی = 1 × 4 + 0 × 2 + 1 × 1) را به ما می دهد. چگونه ماشین حساب جمع را انجام می دهد؟ به این صورت که از گیت های منطقی برای مقایسه الگوی سوئیچ هایی که فعال هستند استفاده می کند و به جای آن الگوی جدیدی از سوئیچ ها را ارائه می دهد.
یک دروازه منطقی فقط یک مدار الکتریکی ساده است که دو عدد (ورودی) را با هم مقایسه می کند و یک عدد سوم (خروجی) را بسته به مقادیر اعداد اصلی تولید می کند. سه نوع مرسوم از دروازه های منطقی به نام OR، AND و NOT وجود دارد (و همچنین چندین نوع دیگر که در این جا به آنها اشاره نمیشود). دروازه OR دو ورودی دارد (هر یک از آنها می تواند 0 یا 1 باشد) و خروجی 1 را تولید می کند اگر هر یک از ورودی ها 1 باشد؛ درغیر این صورت صفر را تولید می کند. دروازه AND نیز دارای دو ورودی است، اما زمانی خروجی 1 دارد که فقط هر دو ورودی 1 باشند. در نهایت، دروازه NOT دارای یک ورودی واحد است و از آن برای تولید خروجی معکوس استفاده می کند. بنابراین اگر شما آن صفر را به آن وارد کنید، رقم 1 را (و برعکس) تولید می کند.
حال اگر تعداد زیادی از دروازه های منطقی را با هم ترکیب کنید، می توانید مدارهای پیچیده ای را به نام addersتولید کنید. شما به این مدارها دو عدد باینری به عنوان ورودی خود وارد می کنید و سومین عدد باینری را به عنوان خروجی خود به دست می آورید. شماره ای که بدست می آید، مجموع باینری اعداد است که به آن وارد شده است. بنابراین اگر شما در سیگنال های الکتریکی 10 و 11 را وراد می کنید، 101 (2 + 3 = 5) را به عنوان خروجی مشاهده می کنید. یک adder چگونه کار می کند؟ این فراتر از محدوده این مقاله مقدماتی است، اما شما می توانید چند نمونه از آن را اینترنت بیابید.
به جز اینکه شما در رشته الکترونیک و یا محاسبات تحصیل کنید، همه چیزهایی که واقعا باید بدانید این است که یک adder از تعدادی دروازه منطقی AND، OR و NOT ساخته شده است که در داخل چیپ ها قرار دارند که با هم مرتبط هستند. ما می توانیم از الگوهای دیگر دروازه های منطقی برای تفریق، ضرب (که همچنین می تواند با تکرار عمل جمع انجام شود) استفاده کنیم و سایر محاسبات را انجام دهیم.
نظرات، پرسش و پاسخ
عزیزم نویسنده محترم یک مدار الکتریکی یک دروازه منطقی یا هر وجه تسمیه دیگری ک دارد چگونه محاسبه میکند ن اینکه روش محاسبش چگونه است؟ این مدار الکتریکی مگر شعور دارد ک میفرمایید اینگونه و فلان گونه تجزیه تحلیل و پردازش میکند؟!!!!
بشکل ساده و جهت تقریب ب ذهن میتوان گفت ک مثلا شما از پیش بر روی تراشه ها یا هر چیز دیگری ک امر محاسبه بر روی آن صورت میگیرد اینگونه روش محاسبه را طرح میکنید مبنی بر اینکه با ایجاد یک مسیر برق و چند لامپ محاسبه صورت گیرد مثلا با روشن کردن ۲ لامپ عدد۲ و یک لامپ نماد جمع و مجدد ۲ لامپ عدد۲ مسیر جریان برق رو هدایت میکنیم ب تعدادی دیگر لامپ یعنی ۴ لامپ بر روی یک دیوار یا یک تراشه اینگونست ک میپنداریم عمل محاسبه رخ داده است میتوانیم جریان برق رو هدایت کنیم ب سمت روشن شدن ۵ لامپ اینرو ما تعیین میکنیم ن شی دیگری با هر عنوان و سایزی.
من هم دقیق متوجه نشدم.فقط در مورد صفر و یک قبلا شنیده بودم.واقعا می خوام بدونم ماشین حساب چطوری محاسبه می کنه.یا ماشین حساب مهندسی مسائل خیلی پیچیده رو حل می کنه.یا سودوکو حل کن پیچیده ترین جدولهای سودوکو رو حل می کنه.حتی این تکنولوژی در شطرنج هم استفاده می شه و کامپیوتر به حدی حرفه ای بازی می کنه که قهرنان شطرنج دنیا رو هم شکست می ده.واقعا می خوام بدونم این سیستم چطوری کار می کنه؟
من که زیاد متوجه نشدم . ویدی درباره اش اگر هست بزارید بدون تشکر