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 .
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