مقدمة مهمة في الالكترونيات الرقمية

مقدمة

العالم كله تماثليا، وكل شيء حولنا يتغير بطريقة تماثلية ولا يوجد شيء واحد رقمى .
ولكى نتعامل رقميا مع أى شيء يجب أولا أن نحوله من صورته الطبيعية الى صورة رقمية أى نعبر عن قيمه المتغيرة بأرقام بدلا من جهد مناظر ثم نعالجه بدائرة رقمية – غالبا أكثر تعقيدا من الدوائر المماثلة بالطريقة التقليدية – ثم نعيده مرة أخرى لصورة تماثلية.
هكذا تجد أن التطبيقات التماثلية أسهل و أوضح

لكن هناك إصرار على الانتقال للعالم الرقمى ! لماذا ؟

ظهور المذبذب المتعدد – حتى فى أيام الصمامات – جعل الوصول لذاكرة أسهل من الأساليب التى كانت تتبع سابقا وهذا كان داعيا للسير فى طريق رقمى و الانتقال بعالم المعالجة من المعالجة التمثيلية المحدود إلى العالم الرقمى الغير محدود.

لو أخذنا عالم مثل الصوتيات مثلا ، جعل الصوت يدور حولك هو دالة فى زمن وصوله للأذن اليمنى و أليسرى و دالة فى مستوى الصوت أيضا
تحقيق اختلاف مستوى الصوت أمر سهل لكن تأخير نغمة عن أخرى كان مشكلة عويصة فى العالم التماثلى لأنه يعتمد على المقاومة والمكثف و لهذا فنسبة التأخير تعتمد على التردد أى إن قمت بتأخير موجة ترددها 200 ذ/ث مدة ما فالموجة التى ترددها 400 ذ/ث ستتأخر زمن أقل وهو يشوه الصوت لأن ما يجعلنا نعلم أن هذا صوت كمان وهذا صوت ناى هو كمية التوافقيات المصاحبة لكل منها (التوافقيات هى ضعف و ضعفين و ثلاث أضعاف ... الخ التردد الأصلى أى 2×ت،3×ت،4×ت،5×ت الخ)

مقدمة مهمة في الالكترونيات الرقمية Digitalbutton

مقدمة مهمة في الالكترونيات الرقمية Digitalbutton

تأخير الصوت كان يستخدم أيضا لتوليد ظاهرة الصدى و الرنين و لتحقيقه كانت التقنية تلجأ لأساليب ميكانيكية معقدة لتمرير الصوت فى أجسام (زنبرك - سوسته) ليتردد فيها و يولد الرنين أما الصدى فلابد من تسجيله على شريط و قراءته عدة مرات
أما بالنسبة للصور فحدث ولا حرج فمثلا كانت أفلام الكرتون ترسم صورة بصورة ثم تصور مما يأخذ وقتا وجهدا كبيرين أما الآن يكفى أن نرسم الشخصية و البرنامج يحركها ، ما بالك بالماكينات و متطلبات القياس و المعالجة الخ؟
هل كان ممكنا أن نقيس أثر الفرملة على كل إطار ونعدلها آليا حتى لا تنزلق السيارة وتدور حول نفسها؟
هل تعلم أن الطائرة الجامبو مثلا بها أكثر من 3 حاسبات تتولى قيادتها؟
الطريق الرقمى حتمى فهو الوحيد القادر على التحليل – الاستخلاص – المعالجة و العمل فى الوقت الفعلى أيضا Real Time
إذن ما هو الأسلوب الرقمى على أية حال؟؟

لو أنك تود أن تقول لشخص ما فى المبنى المقابل أن ما لديك هو خمسة ، إذن تريد نقل المعلومة "خمسة" له
ننقلها تمثيليا بوضع خمسة فولت على زوج من الأسلاك – هذا أسلوب سهل ومريح لكن المشكلة أن صديقنا فى المبنى المقابل كثير الشكوك و لن يرتاح قبل أن يتأكد هل ما يقيسه هو فعلا خمسة أم كانت أكثر و نقص بعضها فى الطريق ؟ وكم نقصت أيضا؟؟
لذلك لجأنا لأسلوب آخر
نتفق أولا كم فولت سنستخدم وليكن ج مثلا
لو كان أكثر من المنتصف سنعتبر أن هناك ج فولت كاملة
لو كان أقل من المنتصف سنعتبر أنه صفر فولت
و عليه فى الطرف الآخر من الخط - يوجد مصباح إما مضاء أو مطفأ

حسنا حللنا مشكلة الشك ووقعنا فى مشكلة كيف نقول خمسة أو أى رقم
الحل بسيط ، نستخدم أكثر من سلك – كيف؟ هكذا
كما نستخدم فى الموازين نظام 1-2-2-5 لنركب منها أى وزن نحتاجه من صفر إلى 9 فقط بأربع وحدات سنستخدم هنا أربع خطوط لنكون منها ست عشر رقم
الخط الأول إما صفر أو واحد – و عليه يكون الخط الثانى = 2 أى لو المصباح الثانى مضاء فهو =2
لو أضاء الاثنان يكون المجموع 2+1=3 لذا يكون الثالث =4
و بجمع المصابيح يمكن تكوين حتى 4+2+1= 7 و بالتالى الرابع =8
و بالجمع نصل إلى 15 وهو أكثر من القيمة الممكنة للموازين (10)
طبعا الخامس سيكون 16 و السادس 32 و السابع 64 أى كل واحد ضعف السابق أو 2 × سابقة لذلك و لأن كل خط له فقط قيمتان صفر وواحد سمى النظام الثنائى Binary System

ليس من السهل التعبير كلاميا عن الأرقام الطويلة لذا جمع كل أربعة أرقام معا وهى كما سبق من صفر إلى 15 أى ستة عشر رقما لذلك سمى نظام ستة عشرى أو هيكسا أو Hexadecimal

نعرف من الأعداد من صفر إلى 9 و لذلك احتاجنا لإضافة ستة أشكال جديدة و الأسهل أن نختار حروف فهى معتادة على الأقل
A=10 , B=11, C=12, D=13, E=14, F=15
الآن نبدأ فى هذا النظام المعقد السخيف !!!
أحقا؟؟ كم الساعة الآن؟؟ و هل لديك 45 دقيقة لنكمل؟
و لماذا كان هذا الرد بسيطا وسهلا ، ألم تلحظ أن الثوانى تعد من صفر إلى 59 ثم
الدقائق وهى أيضا من صفر إلى 59 ثم
الساعات؟ هل تعد 12 ساعة أم 24؟
إن كان 12 لا يوجد فيها صفر و العد يبدأ من 1 إلى 12 ثم صباحا / مساء
إن كان 24 فالعد من صفر إلى 23 ولا يوجد فيها صباحا / مساء ثم
اليوم !! نعد بنظامين معا
كل سبعة أيام لأسماء الأسبوع (أحد – اثنين ثلاثاء الخ)
ومعه نظام سهل بسيط جدا! - إما 28 أو 29 أو 30 أو 31 حسب رقم الشهر و إن كانت السنة بسيطة أو كبيسة
والآن تقول لى من صفر إلى 15 نظام معقد؟
قبل أن ننهى هذا الحديث لا ننسى أن نقول أننا لو أخذنا ثلاث مسارات فقط تتيح لنا العد من صفر لسبعة أى ثمانى أرقام لذا سمى بالثمانى Octal ولكنه لم يعد مستخدما بكثرة الآن لأن الحاسبات اتخذت الوحدة هى الهكسا و لأسباب تاريخية

عضو فضى عدد المساهمات : 131

» مقدمة عن مكونات الكمبيوتر
» توزيع درجات دبلوم صنايع نظام ثلاث سنوات قسم الالكترونيات
» كتاب الالكترونيات الحديثة
» نماذج الامتحانات الصف الثالث الالكترونيات
» اعطال مهمة من توشيبا وشارب