الدرس 2: الترانزستورات والبوابات المنطقية
في الدرس السابق رأينا أن الترانزستور يقع في أساس الحاسوب. الآن سنفهم ما يفعله فعلياً: إنه مفتاح كهربائي تتحكم في حالته 'المشغّلة' أو 'المطفأة' قيمةُ الجهد الكهربائي. لن نغوص في كيمياء التصنيع أو فيزيائه — تكفينا فكرة المفتاح المتحكَّم فيه. سنربط 'مشغّل/مطفأ' بـ 1/0، ثم نصِل عدة مفاتيح معاً لبناء بوا
الترانزستور صنبور كهربائي صغير: إشارة واحدة تقرّر ما إذا كان التيار يمر أم لا. صِلْ عدة صنابير كهذه معاً بأشكال مختلفة فتحصل على 'بوابات' تجيب عن أسئلة بسيطة بنعم/لا — وهذا كل ما تحتاجه لبناء حاسوب.
- ترانزستور
- مفتاح كهربائي يتحكم فيه الجهد: إشارة عند دخل التحكم تقرّر ما إذا كان التيار يتدفق بين نقطتين. المشغّل/المطفأ يمثّل 1/0.
- بوابة منطقية
- مكوّن مبنيّ من عدة ترانزستورات يأخذ بتاً واحداً أو أكثر في الدخل وينتج بت خرج وفق قاعدة منطقية ثابتة.
- بوابة NOT (العاكس)
- بوابة ذات دخل واحد تقلب البت: 0 يصبح 1 و1 يصبح 0.
- بوابة AND
- خرجها 1 فقط عندما تكون كل المداخل 1؛ وإلا فالخرج 0.
- بوابة OR
- خرجها 1 عندما يكون دخل واحد على الأقل 1؛ والخرج 0 فقط عندما يكون كلا الدخلين 0.
- بوابة XOR
- خرجها 1 عندما يختلف الدخلان (أحدهما 0 والآخر 1)، و0 عندما يتساويان.
- بوابة NAND
- عكس AND: خرجها 0 فقط عندما تكون كل المداخل 1، و1 في كل حالة أخرى. بوابة شاملة.
- جدول الصدق
- جدول يسرد خرج البوابة لكل تركيبة ممكنة من قيم الدخل.
- بوابة شاملة
- بوابة يمكن وحدها بناء أي دالة منطقية أخرى منها. NAND وNOR بوابتان شاملتان.
