Ημιαγωγοί – Τρανζίστορ – Πύλες - Εξαρτήματα

Ημιαγωγοί Ημιαγωγός: Υλικό που επιτρέπει να περνάει ηλεκτρικό φορτίο με κάποιες προϋποθέσεις Πυρίτιο: Στην καθαρή κρυσταλλική μορφή είναι μονωτής. Με πρόσμιξη είτε (φώσφορος) λειτουργεί σαν ημιαγωγός τύπου n (ύπαρξη αρνητικού φορτίου) είτε (βόριο) λειτουργεί σαν ημιαγωγός τύπου p (ύπαρξη θετικού φορτίου)

Τρανζίστορ Λεπτά στρώματα ημιαγωγών υλικών συσκευασμένα μαζί συνθέτουν το τρανζίστορ. Το τρανζίστορ αποτελεί τη μικρότερη μονάδα που υπάρχει σε ένα chip πυριτίου (από τα οποία αποτελείται ένας υπολογιστής)

Τρανζίστορ Συλλέκτης Βάση Εκπομπός Όταν εφαρμοστεί σωστή τάση στα άκρα της βάσης, ηλεκτρικό ρεύμα μεταφέρεται από τον συλλέκτη στον εκπομπό, διαφορετικά δεν μεταφέρεται ρεύμα (ηλεκτρικός διακόπτης)

Πύλες Ομάδες από τρανζίστορ Αποτελούνται από μία ή περισσότερες εισόδους και μία έξοδο Διακρίνουν δύο διαφορετικές τάσεις: «0»: Χαμηλή τάση «1»: Υψηλή τάση

Πύλες Πύλη AND: Πύλη OR: Πύλη ΝΟΤ:

Πύλες Πύλη ΑND: Είσοδος 1 Είσοδος 2 Έξοδος 1

Πύλες Πύλη OR: Είσοδος 1 Είσοδος 2 Έξοδος 1

Πύλες Πύλη NOT: Είσοδος Έξοδος 1

Εξαρτήματα Αποτελούνται από ομάδες πυλών Μνήμες Αθροιστές Διάδρομοι Ρολόγια Λογική Ελέγχου

Μνήμες Flip-Flop: Σύνθετο εξάρτημα που μπορεί να αποθηκεύσει είτε το 0 είτε το 1 (1 bit πληροφορίας) Έχει δύο εισόδους: Control και Data-in και μία έξοδο Data-out Λειτουργία: Control=0: Data-out δεν μεταβάλλεται Control=1: Data-out=Data-in

Μνήμες Λέξη: Σύνολο από bits τα οποία ο υπολογιστής χειρίζεται ως μία ομάδα. (π.χ 16, 32, 64 κλπ) Καταχωρητής: Σύνολο από flip-flops ικανό να αποθηκεύσει 1 λέξη. Χρησιμοποιείται για προσωρινή αποθήκευση πληροφοριών και παρέχει τις μέγιστες δυνατές ταχύτητες

Μνήμες Κύρια μνήμη: Είναι κατασκευασμένη από φθηνά υλικά. Αποτελείται από κύτταρα (cells) καθένα από τα οποία μπορεί να αποθηκεύσει μία λέξη Τα κύτταρα είναι αριθμημένα και κάθε κύτταρα έχει ένα μοναδικό αριθμό (διεύθυνση)

Αθροιστές Στο δυαδικό σύστημα η πρόσθεση δύο δυαδικών ψηφίων γίνεται ως εξής: 0+0=0, κρατούμενο 0 0+1=1, κρατούμενο 0 1+0=1, κρατούμενο 0 1+1=0, κρατούμενο 1 Ημιαθροιστής: Κύκλωμα που υλοποιεί την παραπάνω πρόσθεση

Ημιαθροιστής Αποτελείται από πύλες AND, OR και NOT

Ημιαθροιστής

Αθροιστής Για την πρόσθεση Ν-ψηφιων δυαδικών αριθμών απαιτείται η χρήση πολλών ημιαθροιστών

Διάδρομοι δεδομένων Χρησιμοποιούνται για μετακίνηση πληροφοριών Διάδρομος: Σύνολο από σύρματα τα οποία συνδέουν τις διάφορες μονάδες μεταξύ τους Ο αριθμός των συρμάτων είναι ίσος με το μέγεθος μίας λέξης

Λογική Ελέγχου Τμήμα του υπολογιστή υπεύθυνο για τη μεταφορά από τμήμα σε τμήμα των σωστών δεδομένων την κατάλληλη στιγμή και για την επιβεβαίωση ότι εκτελούνται οι σωστές πράξεις πάνω στα δεδομένα Ρολόι: Τμήμα της λογικής ελέγχου που παράγει σήματα σε κανονικό ρυθμό Τα σήματα που παράγει το ρολόι χρησιμοποιούνται από τη λογική ελέγχου για την επιβεβαίωση συγχρονισμού των τμημάτων μεταξύ τους