No soy un ingeniero, tengo curiosidad por cómo sucede esto. He buscado un poco en Google, pero parece que no sé qué pregunta hacer. Estoy buscando contenido en profundidad que detalle el proceso por el cual la electricidad en el cable se almacena como valores.
Lo sé binario. Obtengo que la corriente está activada, un 1 o verdadero, mientras que ninguna corriente está apagada, un 0 o falso.
Es posible que desee limitar la pregunta más en lugar de pedir toda la Wikipedia.
Pero en general, "1s y 0s" dependen de su sistema. Los voltajes se ejecutan a través de una serie de comparadores (generalmente agrupados en algún tipo de ADC) que comparan el voltaje de entrada con un voltaje de referencia. Si el voltaje de entrada es lo suficientemente alto, se registra como 1, si es demasiado bajo, entonces se registra como 0. Puede leer más sobre esto en enlace
Por ejemplo, supongamos que en un microcontrolador o procesador determinado, el nivel lógico alto es 2.5V. Por lo tanto, proporcionar un pin con 3.3V registraría ese pin como "alto" o "1".
Estos 1s y 0s luego se almacenan en algún tipo de ubicación de memoria y se manipulan. Las ubicaciones de la memoria se implementan como "pestillos". La implementación física puede variar ligeramente en tamaño / complejidad, pero esa es la implementación general.
Las manipulaciones en estos bits de datos se pueden encadenar para crear operaciones cada vez más complejas. Por ejemplo, una operación de multiplicación es en realidad varias operaciones de suma.
Esto realmente no es una respuesta de libro de texto en toda regla. Necesitas ... un libro de texto para eso. Pero esto debería empezar.
Las cuatro formas principales en que se almacena la información en los circuitos electrónicos son:
circuitos que, a través de la retroalimentación, exhiben dos o más estados estables y se mueven de un estado a otro por la aplicación de un voltaje. Un circuito biestable (uno con dos estados estables) puede representar 0 o 1. La RAM estática (SRAM) es un ejemplo. Los circuitos biestables permanecen en su estado mientras su suministro de energía no sea interrumpido y no reciban una señal para cambiar a otro estado. Podemos aprovechar una parte de ese circuito biestable para medir un voltaje alto o bajo, y así leer el valor.
cargas electrónicas mantenidas en condensadores o en semiconductores especiales. RAM dinámica (DRAM) es un ejemplo. Utiliza pequeños condensadores que se cargan para indicar 1 y se descargan para indicar 0. Estos condensadores tienen fugas, por lo que la DRAM debe actualizarse. Otro ejemplo es la memoria flash, que acumula cargas en una región dentro de un semiconductor a través de una capa delgada de vidrio.
magnetización de imanes permanentes. (Por supuesto, los discos duros son magnéticos, pero el tema de discusión son los circuitos electrónicos, no los dispositivos de almacenamiento mecánico). Hace décadas, las computadoras usaban la memoria central.
cambia. La información puede ser codificada en un circuito con interruptores o cableado permanente. Esa información no puede ser cambiada por señales: es de solo lectura.
La información digital no solo se almacena, sino que también se comunica entre los circuitos electrónicos. Esto puede ocurrir en forma de niveles de tensión, generalmente dos. Aunque las técnicas que involucran más de dos niveles de voltaje no son desconocidas. Para la comunicación a distancia (redes, telecomunicaciones) se utilizan varios esquemas de codificación para empaquetar bits. Algunos métodos de comunicación simplemente envían dos niveles de voltaje por la línea de larga distancia. Ethernet temprana, y la comunicación en serie (RS-232) es así. Otros métodos codifican los bits utilizando modulación de frecuencia, cambios de fase y otros trucos.
Eche un vistazo a mi respuesta a una pregunta anterior, "¿Cómo se convierte el binario en señales eléctricas?" para un poco de una toma filosófica sobre esta cuestión. Para cambiar un poco la respuesta, tenemos un modelo mental de matemáticas que utiliza símbolos binarios, y diseñamos circuitos electrónicos para hacer algún proceso físico que podamos interpretar en términos de esos símbolos binarios.
Podemos elegir prácticamente cualquier cantidad física que queramos para representar esos símbolos. Por ejemplo, una corriente en un cable, una tensión en un cable, etc.
Para el almacenamiento, podemos elegir algo muy simple, como la posición de un interruptor de palanca mecánico. Por supuesto, eso es muy inconveniente, ya que requiere que una persona intervenga y mueva físicamente el interruptor cuando queremos cambiar el valor almacenado.
Más comúnmente, almacenamos símbolos en forma de voltajes en los capacitores. Hay docenas (al menos) de maneras de hacer esto, dependiendo de cuánto tiempo necesitemos almacenar los datos, qué tan rápido necesitamos poder acceder a ellos, si podemos contar con una fuente de alimentación disponible para mantener el almacenamiento, cuánto dinero estamos dispuestos a gastar en él, etc.
Si desea comprender cómo puede funcionar esto en el nivel físico, una de las formas de memoria conceptualmente más simples es la celda NOR Flash, que se muestra aquí con los voltajes aplicados apropiados para el proceso de borrado:
Enestedispositivo,sealmacenauncargoenlapuertaflotantepararepresentarunbinariounoocero.Lapresenciadelacargasepuededetectarporsuefectoenlaconductividaddelarutaentrelosterminalessourceydrain,demaneramuysimilaraunMOSFET.Elprincipaltrucodeestedispositivoesquedebidoaquenohayningúncableconectadoalapuertaflotante,lacargadebeserllevadaallípor
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