مقاله سیستم های دیجیتال

[am in 25041]

سیستم های دیجیتال در زندگی روزانه بشر نقش برجسته ای دارند و به همین دلیل دوره تکنو لوژی فعلی را عصر دیجیتال می خوانند. سیستم های دیجیتال در مخابرات – تجارت- کنترل ترافیک- هدایت سفینه های فضایی – اعمال جراحی – هوا شناسی - اینترنت و بسیاری از دیگر زمینه های تجاری صنعتی و علمی به کار می روند. ما از تلفن های دیجیتال- تلویزیون های دیجیتال و... استفاده می کنیم. مهمترین خاصیت یک کامپیوتر دیجیتال همگانی بودن آن است. کامپیوتر می تواند رشتهای از دستورات به نام بر نامه را که روی داده های مفروض عمل می کنند دنبال نماید. کاربر می تواند برنامه یا داده خود را طبق نیاز انتخاب و اجرا کند. به علت این انعطاف کامپیو تر های همه منظوره دیجیتال می توانند عملیات پردازش اطلاعات را در محدوده وسیعی از کاربردها انجام دهند.

 

یکی از ویژگی های سیستم دیجیتال توانمندی آنها در دستکاری عناصر گسسته اطلاعاتیست. هر مجمو عه ای که به تعداد متناهی از عناصر محدود باشد اطلاعات گسسته را داراست. مثال هایی از عناصر گسسته عبارتند از 10 رقم دهدهی- 26 حروف الفبا- 52 ورق بازی- 64 مربع باری شطرنج.

[am in 25041]

کامپیوتر های دیجیتال اولیه برای محاسبات عددی به کار می رفتند. در ابین حال عناصر گسسته به کار رفته ارقام بودند. نام دیجیتال یا رقمی از این مفهوم حاصل شده است. عناصر گسسته اطلاعاتی در یک سیستم دیجیتال با کمیت های فیریکی به نام سیگنال نشان داده می شوند. رایج ترین سیگنال های الکتریکی عبارتند از ولتاژ و جریان. وسایل الکتریکی به نام ترانزیستور در مداراتی که این سیگنال ها را پیاده سازی می کنند به طور چشمگیری به کار میروند.

 

سیگنال ها در بسیاری از سیستم های دیجیتال الکترونیک امروزی تنها دو مقدار را دارا هستند و بنابر این گو.ییم دودویی اند. یک رقم دودویی که بیت خوانده می شوددو مقدار دارد0 و 1 . عناصر گسسته اطلاعاتی با گروهی از بیت ها به نام کد های دودویی نمایش داده می شوند. مثلا ارقام دهدهی 0 تا9 در سیستم هعداد دیجیتال با کد چهار بیتی نمایش داده می شوند. با به کار گیری تکنیک های مختلف گرو هایی از بیت ها برای نمایش سمبل های گسسته تعریف می شوند و سپس در توسعه یک سیستم در قالب دیجیتال مورد استفاده قرار می گیرد. در نتیجه یک سیستم دیجیتال سیستمی ست که عناصر گسسته اطلاعاتی به شکل دودویی را ر درون دستکاری می کند.

[am in 25041]

کمیت های اطلاعاتی یا ذاتا گسسته اند و یا از نمونه برداری (کوانیزه کردن) فرایند های پیوسته حاصل می شوند. به عنوان مثال یک لیست حقوق ذاتا یک فرایند یا رویداد گسسته بوده و حاوی نام کارمند- حقوق هفتگی- مالیات- و... است. پرداختی به یک کارمند با استفاده از مقادیر داده گسسته ملنند حروف الفبا- ارقام- و نماد ها یا سمبل های خاص پردازش می گردد. از طرف دیگر یک محقق ممکن است یک پدیده را به صورت پیوسته مشاهده کند. ولی فقط مقادیر خاصی را به صورت جدول ثبت نماید. بنابر این فرد محقق داده پیوسته را نمونه برداری می نماید ولی هر کمیت در جدول را از عنلصر گسسته می سازد. در بسیاری از حالات نمونه برداری از یک فرایند به طور خودکار به وسیله دستگاهی به نام مولد آنالوگ به دیجیتال انجام می شود.

 

بهترین مثال از یک سیستم دیجیتال کامپیوتر دیجیتال همه منظوره است. بخش های اصلی یک کامپیوتر عبارتند از واحو حافظه- واحد پردازش مرکزی و واحد های ورودی /خروجی

[am in 25041]

واحد حافظه برنامه ها و ورودی های وارده خارج شونده و میانی را ذخیره می کند. واحد پردازش مرکزی اعمال محاسباتی و دیگر عملیات روی داده ها را بر حسب آنچه در برنامه مشخص شده انجام می دهد. داده ها و بر نامه هایی که به وسیله کاربر آماده شده اند به وسیله عناصر ورودی مانند صفحه کلید به حافظه انتقال می یابد. یک وسیله خروجی مثل چاپگر نتایج حاصل از محاسبات رات دریافت کرده و به کاربر ارائه می دهد. یک امپیو تر دیجیتال می تواند به چندین وسیله ورودی و خروجی وصل ود. یکی از وسایل مفید واحد ح مخابره است که تبادل داده را از طیق اینترنت با دیگر کاربان بر قرار می سازد. یک کامپیو تر دیجینال دستگاهی توانمند است که نه تنها می تواند محاسبات ریاضی را انجام دهد بلکه قادر است اعمال منطقی را نیز انجام نماید. به علاوه می تواند جهت تصمیم گیری بر اساس شرایط داخلی یا خارجی بر نامه ریزی شود.

 

برای استفاده از مدادات دیجیتال در تولیدات تجاری دلایل اساسی و جود دارد. همچنین کامپیو تر های دیجیتال دستگاههایی قابل برنامه ریزی اند. . با تعویض بر نامه در وسیله بر نامه پذیر سخت افزار یگانه ای قابل استفاده در کار برد های متفاوت خواهد بود. کاهش قیمت شدید در وسایل دیجیتال به دلیل پیشرفت در تکنو لوژی مدار های مجتمع دیجیتال مرتبا روی می دهد. با افزایش تعداد ترانزیستور ها در یک قطعه سیلسکان توابع پیچیده تری قابل پیاده سازی شده قیمت هر واحد کاهش یافته و قیمت هر دستگاه دیجیتال نیز روز به روز کاهش می یابد.

 

دستگاه های دیجیتال با مدار های مجتمع می توانند با سرعتی تا صد میلیون عدد در ثانیه را انجام دهند. می توان با استفاده از کد های اصلاح خطا عملکرد سیستم های دیجیتال را به شدت اطمینان بخش نمود. به امید آن روز!!