صفر و یک؟!

هرجا وقتی میپرسید که صفر و یک چیست؟جوابی که از آنها دریافت میکنید:صفر و یک زبان کامپیوتر است و تمام اطلاعات و فعل و انفعالات بر پایه ی صفر و یک به کامپیوتر داده میشود و کامپیوتر هم با این دو عدد صفر و یک کارش را انجام میدهد!!!

خب میتواند جواب کاملی باشد ولی برای درک بهتر این موضوع بهتر است تاریخچه را یک مروری کنیم...

صفر و یک از کجا آمد؟! در اوایل قرن 19 برای اولین بار در تاریخ یک فرد فرانسوی به نام بازیل بوشو اولین کارت حافظه را اختراع کرد. حافظه ای که این شخص اختراع کرد نه برای کامپیوتر بود نه برای گوشی !!! این کارت حافظه از جنس مقوا بود و برای دستگاه های بافندگی درست شده بود. این کارتهای مقوایی سوراخ هایی داشت که به وسیله ی این سوراخ ها دستورات لازم به دستگاه بافندگی صادر می شد . بعد ها از این کارتهای حافظه پانچ شده استفاده های زیادی شد.

مثلا" اطلاعات محرمانه را به صورت رمز روی این کارت ها پانچ میکردند یا یک ماشین حساب درست کرده بودند که با این کارتها کار میکرد ، کارت های نوبت در کشتی های تجارتی و... در این کارتها به اصطلاح امروزی هر سوراخ یک بود و قسمت صاف کارت هم صفر.

صد سال گذشت: اولین کامپیوتر الکترومکانیکی توسط شخصی به نام آتاناسوف برری(روسی) اختراع شد. برری برای اولین بار بجای استفاده از کارت های پانچ شده از لامپ های خلاء استفاده کرد. هر لامپ روشن در این سیستم نشانگر یک بود و لامپ خاموش هم صفر. البته در این کامپیوتر با خاموش شدن سیستم کل حافظه هم پاک میشد. این کامپیوتر بیش از چهار و نیم تُن وزن و 76 هزار قطعه داشت ، برق بسیار زیادی مصرف میکرد و گرمای زیادی تولید میکرد و حافظه ی خیلی اندکی داشت.

بیست سال بعد: با پیدایش ترانزیستورها در دهه 1950 تحول بسیار بزرگی در صنعت الکترونیک به خصوص کامپیوتر ایجاد شد. این قطعه کوچک جای لامپهای خلاء را گرفت و باعث شد سرعت، قدرت و کیفیت کامپیوترهای به طور چشم گیری افزایش پیدا کند!!! ( ھر ترانزیستور فعال یک و غیر فعال صفر) تا اواخر دهه 1950 حافظه های کوچکتر و پرسرعت تر با ظرفیت های بیشتر اختراع شده بود ولی همه ی این حافظه ها تنها تا زمانی که الکتریسیته در آنها جریان داشت کارایی داشتند یعنی محض قطع شدن جریان برق اطلاعات ذخیره شده در این حافظه ها هم از بین میرفت.!!!!

در اوایل دھه 1960 بشر به فکر ساخت حافظه ھای جانبی افتاد که نتیجه آن اختراع نوارھای مغناطیسی مانند نوارھای کاست و ویدئوو فلاپی ھا بود ،بر روی این نوارھا ھم حفره ھای بسیار ریزی وجود دارد که این حفره ھا به کمک مغناطیس موجود در این نوارھا پُر یا خالی میشوند (دافعه یا جاذبه) برای مثال در نوارکاست ھا نه حفره بصورت ردیف و ردیف ھا بصورت متوالی پشت سر ھم قرار میگیرند، در هر ردیف برای ذخیره اطلاعات در اصل از ھشت حفره استفاده میکنه ولی برای بالابردن دقت ، یک حفره به آن اضافه کرده اند. در این سیستم هم به صورت قرار دادی هر دافعه صفر و هر جاذبه یک نام گرفت.

ده سال بعد: با اختراع تراشه های سیلیکان یا مدارهای مجتمع IC دوباره تحول بزرگی در ساخت کامپیوتر ها ایجاد شد. این تراشه ها به اندازه ای کوچکند که چندین عدد از آنها در سر یک انگشت جا میگیرند در حالی که هر یک از آنها میتواند جایگزین هزاران ترانزیستورها شود، رایانه هایی که قبلا" به اندازه ی یک اتاق جا میگرفتند بعد از اختراع این تراشه ها تا در حد یک میز تحریر کوچک شدند. این تراشه ها دارای واحدهای کوچکی به نام بیت هستند. نیمه هادی هایی که از نظر وضعیت دوحالت بیشتر ندارند. ( منظور از وضعیت : جهت میدان مغناطیسی ایجاد شده در آنهاست.)یکی از این دو حالت را به طور قرار دادی صفر و دیگری را یک مینامند.

حافظه های جانبی مانند هارد دیسک و دیسک ها نرم (سی دی) ها هم در همین دهه اختراع شدند. سی دی ها که به آنها حافظه های نوری هم میگویند از سیستمی مثل سیستم نوارکاست ها و فلاپی های قدیم استفاده میکنند، با این فرق که در نوارهای مغناطیسی به کمک دافعه یا جاذبه ی مغناطیسی صفر و یک ایجاد می شد. ولی در حافظه های نوری به کمک لیزر روی صفحه یا همان سی دی ها سوراخ های بسیار ریزی ایجاد میشود.

این سوراخ ها هم به صورت دسته در ردیف هایی قرار میگیرند که هر ردیف ظرفیت هشت سوراخ را دارد. دقیقا" مانند نوار کاست با این فرق که در سی دی ها ظرفیت اضافی یا ظرفیت نهم برای بالا بردن دقت وجود ندارد.

پس منظور از صفر و یک در سخت افزارها: سوراخ بودن یا نبودن قسمتی از کارتهای مقوایی / روشن یا خاموش بودن لامپ ها خلاء / فعال یا غیر فعال بودن ترانزیستور / دافعه یا جاذبه / یکی از جهات حالات مغناطیس / سوراخ بودن یا نبودن قسمتی از صفحه نوری.

منظور از صفر و یک در نرم افزارها هم قرار دادی هست ، در نرم افزار ها هر صفر یا یک به کامپیوتر نشان دهنده : لامپ خلاء روشن باشد یا خاموش؟ / ترانزیستوری فعال باشد یا غیر فعال ؟ / بیت مورد نظر در چه وضعیتی قرار گیرد؟ / در حالت یک یا دو دستوری انجام شود یا خیر؟ و...