Funcionamientos de un ordenador

Many piensa que los ordenadores son demasiado complicados y complejo para que ella entienda. Si ella hubiera tomado una mirada más cercana, ella habría realizado que todas las calculadoras numéricas funcionan realmente en el mismo concepto básico. El concepto de trabajo básico de un ordenador es realmente muy simple.

Computers son básicamente máquinas construidas para salvar y para manipular la información. Los ordenadores consisten en siempre muchos componentes conectados a una tarjeta del sistema principal o construidos en la tarjeta sí mismo del sistema. En estos componentes, se salva la información manipuló y puso reqiured a través procedimientos para producir requerido result.

< ejemplo de p>For, si 2 dígitos binarios fueran puestos juntos, tendríamos los 4 estados posibles siguientes < estado de p>1st: 0 0 2dos estados: 0 1 3ro estado: 1 0 4tos estados: 1 1 < el p>if allí era en lugar de otro 3 dígitos binarios hacia fuera junto, entonces nosotros tendría el 1r estado siguiente de 8 estados: 0 0 0 2dos estados: 0 0 1 3ro estado: 0 1 0 8vos estados: 1 1 1

Judging de este modelo, el número del aumento de los estados como más dígitos binarios se ponen juntos. Infact, el fórmula para el número de estados es 2 a la potencia del número de los dígitos binarios puestos juntos. Tener 8 puntos de wires/magnetisable junto por lo tanto nos dará el número 256 de estados, de la abundancia y de bastante dejó cada estado representar una carta en el aphlabet, un puncuation y cualquier carácter especial. Tales 8 dígitos binarios puestos juntos se llaman un octeto.

Rpresenting símbolos y los números es bueno, pero ser realmente útil, una máquina necesita poder manipular estas cosas. Resulta que es bastante simple también. Todas las cosas complejas que un ordenador puede computar son simplemente combinaciones de dos operaciones básicas. El primer se llama NO NO tomas un estado como entrada de información y hace salir el estado opuesto. Así 1 se convierte en 0, y 0 se convierte en 1; verdad llega a ser falso, y falso llega a ser verdad. Simple! El siguiente es poco un más complejo, se llama Y, y requiere dos dígitos binarios de entrada de información y da una sola salida. Dado un 0 y un 0, la respuesta es (como usted puede ser que conjeture) 0. 1 y 0 dados, la respuesta sigue siendo 0. La otra combinación 0 y 1 producciones 0 otra vez. Pero 1 y 1 elasticidad 1. Podemos resumir esto en una notación aseada conocida como vector de verdad: NO 1 | 0 Y 0 0 | 0 0 | 1 1 0 | 0 0 1 | 0 1 1 | 1 sombrero sucede si usted engancha la entrada de información NO de un circuito a la salida del Y circula? Porqué usted consigue un circuito del NAND, y aquí es su vector de verdad: NAND 0 0 | 1 1 0 | 1 0 1 | 1 1 1 | 0 Cuál es contrario del Y de la función. < p > allí es más operaciones que esto, por ejemplo O, NI y XOR, pero usted puede hacer fácilmente ésos fuera del básico Y y NO de los circuitos como hicimos con el NAND. Los ingenieros eléctricos llaman estos circuitos " puertas, " haciendo alusión a su propósito electrónico-decisión-electronic-decision-making.

Si usted cruz-conecta las entradas de información y las salidas de un par de circuitos del NAND que usted consigue un nuevo circuito que " recuerde " qué sus entradas de información fueron fijadas. Esto se llama un " flip-flop " y es una memoria de un dígito binario. Conecte en cascada estos flip-flop de lado a lado y usted consigue una memoria que pueda salvar números más grandes (o un solo símbolo de un conjunto más grande de símbolos). Tal circuito se llama un " registro." Ponga estas puertas juntas en una combinación levemente diversa, y usted consigue un circuito con agrega los números binarios, un solo dígito binario al mismo tiempo; esto se llama (sorpresa) una " serpiente." Las serpientes múltiples de la cascada de lado a lado como hicimos con flip-flop, y usted consiguen las serpientes que pueden agregar números más grandes. Bien, la substracción es justa una clase especial de adición, y la multiplicación y la división son simplemente adición y substracción relanzadas respectivamente. Ahora, pienso que usted consigue un aprecio de las posibilidades.

Así pues, los ordenadores complejos se compone de porciones de puertas, de serpientes, de registros y de alambres para conectarlos juntos de diversas maneras. Era no para una cosa especial que todavía no he mencionado, combinaciones de estas piezas a menudo " flail " alrededor, cambiando " sin objetivo, " casi siempre consiguiendo pegado en una cierta configuración incómoda (a.k.a. " estado "). (a propósito esto es lo que ha ido loco y se ha colgado el medio de los informáticos cuando dicen un ordenador " para arriba.") Domesticar estas puertas puede ser muy difícil, y mientras que algunos ordenadores simples se construyen esta manera, más allá de cierta punta, es demasiado duro construir un sistema confiable esta manera. (este estilo del trazado de circuito digital se llama Asynchronous o lógica combinatoria, y tiene sus aplicaciones). Mejore para nuestros propósitos, es la idea de conseguir todas las piezas diferentes marchar junto en el paso de progresión como un batallón de soldaduras. Es decir, cuando el drumbeat suena, los diversos componentes determinan sus nuevas salidas de las entradas de información presentes en el golpe -- cambian el estado en la sinc. con uno a. (esto se llama Synchronous Logic.) El drumbeat en un ordenador se llama su " reloj." La AUTORIZACIÓn, hagamos algo con esto: enganche una serpiente y el registro junto termina para terminar (enganchando las salidas de la serpiente a las entradas de información del registro y viceversa), después alimenta una señal del reloj en él. Esto le da un " contrario, " que sea un circuito que cuenta en binario: 0, 1, 10, 11 y tan en hasta el número de dígitos binarios en la combinación de register/adder.

Me dejó los digress un poco. Esto habla de los relojes es adonde viene la materia del " megaciclo " que usted ha oído indudablemente alrededor adentro. Un ordenador de 90 megaciclos tiene un reloj que las " señales " noventa millones de veces al segundo. El reloj de un ordenador sincroniza todas las actividades principales del ordenador. Como regla general, haciendo el reloj vaya más rápido o más lento, velocidades-para arriba o retarda -abajo el ordenador. (por supuesto, esto no está sin sus límites - los medios más rápidos que van más consumo de energía, calor, y ruido electrónico, de no mencionar el hecho de que un componente electrónico dado, fabricado a las tolerancias dadas, puede cambiar solamente tan rápidamente. Finalmente, hay la velocidad-de-luz, más allá de la cual la electricidad no puede viajar -- un pie por nanosegundo como comodoro Grace Hopper, inventor de COBOL, tenido gusto de decir.)

Así pues, ahora nuestra pila del elemento electrónico puede tomar las decisiones lógicas (gates/NOT/AND), hace la matemáticas (adders/counters), recuerda (flip-flops/registers), y hace combinaciones de estas cosas en la secuencia (reloj). Si conectamos ciertas salidas nuevamente dentro de ciertas entradas de información, agregando de nuevo " feedback " a nuestro sistema, entonces veremos modelos cíclicos emerger en nuestro circuito: habremos construido un ordenador! (en el hecho, el contador " construidos " en el párrafo arriba, somos probablemente la calculadora numérica más simple.) Tal ordenador sería llamado " hard-wired " porque los modelos que seguiría (y las manipulaciones que resultado) sería determinado por las piezas y la manera fueron atados con alambre juntos.

Entonces vino Juan Von Neumann, el matemático famoso. Su gran contribución a los ordenadores era la idea de dejar los valores salvados en la memoria (grupos de registros) se determina cómo otros valores (registers/memory) en el ordenador serían manipulados. Es decir, él creó el ordenador " stored-program ". Con esta gran idea vino el ciclo típico del ordenador de traer un valor del control (instrucción) de una posición de memoria determinada por el valor de cierto registro (contador de programa), carrying-out-hacia fuera la manipulación especificada por el valor (que ejecuta la instrucción), y finalmente ajustando (incremento) el programa opuestamente a punta a la instrucción siguiente en memoria. Este traer-ejecutar-incremento de la obra clásica (NOTA: La traducción termina aquí porque el texto que usted incorporó excede la talla máxima permitida del texto.)

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