Привет! Сегодня я расскажу как работает компьютер
НАЧНЁМ!!!
Современные компьютеры сильно изменили нашу жизнь никто и подумать не мог что они смогут делать то, что сегодня является самыми обычными вещами. Все это стало возможным благодаря длинной цепочке изобретений и среди них есть самое важное транзисторы что это такое и какую роль они играют в работе компьютеров пожалуй нужно начать самих компьютеров и понять что компьютер эта машина для выполнения математических операций.
Самые ранние компьютеры были и вовсе похоже на счеты и например abacus и только позже они уже состояли из механических деталей появилось некоторое представление цифры и система для их управления электрические компьютеры работают по тому же принципу просто вместо физического представления цифр они представляются в виде электрического напряжения. Большинство компьютеров основываются на разделе математики под названием булева, алгебра в которой существует лишь два возможных значения истинна и лож обозначаемые как единица и ноль соответственно помимо этого они представляются высоким и низким напряжениями различные операции между ними реализуется с помощью логических вентилей на выходе которых возможен также либо ноль либо единица в зависимости от результата выполнения данной операции вот эти три вентиля отвечают за три операции конъюнкция дизъюнкция и отрицания конъюнкция выдает на выходе высокое напряжение если на вход ей было подано два высоких напряжения дизъюнкция и отрицания работают по схожим принципам вентили можно соединять между собой чтобы выполнять более сложные операции например сложения и вычитания а компьютерные программы как раз и состоят из инструкций для выполнения всех этих операций такой подход нуждается в надежной системе контроля и управления электрическим током ранние электрические компьютеры такие как eniac использовали устройство под названием электро вакуумная трубка самый ранний вид такой трубки диод состоит из двух электродов катод и анод которые находятся в стеклянные емкости в условиях высокого вакуума при подаче напряжения на катод он нагревается и выпускает электроны если она обладает немного большим положительным потенциалом то он притягивает электроны тем самым замыкая цепь такой однонаправленный ток можно регулировать путем изменения напряжения поддающегося на катод заставляя его выпускать больше или же меньше электронов следующая ступень в развитии вакуумные лампы триод который использует третий электрод управляющую сетку это своеобразный фильтр между катодом и анодом через которые могут проходить электроны изменяя напряжение на этой сетки она будет либо отталкивать электроны катода либо пропускать тем самым усиливая сигнал эта способность сделала триод очень важной деталью для будущих радиостанций и сделала возможной междугороднюю связь однако не смотря на все эти достоинства вакуумные трубки не были надежными и занимали много места с 18 тысячами этих ламп на борту eniac был размером почти с теннисный корт и весил 30 тонн ежедневно лампы выходили из строя а за час он потреблял столько энергии сколько потребляют 15 домов за целый день решение этой проблемы транзисторы вместо электродов они используют полупроводники например кремний с различными примесями используются полупроводники n-типа и полупроводники p-типа они располагаются по очереди у каждого из них есть по одному электрону эмиттер-база-коллектор в основе данного npn транзистора лежит феномен под названием п.н. интерфейс или же pn-переход расположены между эмиттером и базой он проводит электричество только в том случае если напряжение превышает какую-то за данную отметку противном случае электроны не пропускаются таким образом подавая разное входное напряжение можно варьировать между высоким и низким выходным током преимущество транзистора его компактность и эффективность их не нужно нагревать они прослужат дольше и потребляют меньше энергии производительность и не а к может отдыхать в сторонке по сравнению с производительностью чипа размером с человеческий ноготок и содержащим миллиарды транзисторов производя триллионы вычислений в секунду нынешние компьютеры буквально способны творить чудеса но теперь-то вы точно знаете что за всеми этими чудесами стоят малюсенькие устройство переключатели
спасибо за внимание!