Un directorio de idiomas ocultos detrás del software y hardware de la computadora
Capítulo 1 Amigo cercano 1
¿Qué es el código? En este libro, el término se utiliza para referirse a un método utilizado para transferir información entre máquinas y humanos. En otras palabras, codificar es comunicación. Para cualquiera que pueda oírnos y comprender el idioma que hablamos, las palabras que formamos son un código. ¿El uso de una linterna puede reemplazar tu voz para hablar con amigos? Definitivamente vale la pena intentarlo.
Capítulo 2 Codificación y combinación 7
El código Morse también se llama código binario, porque esta codificación tiene solo dos elementos: "punto" y "guión". Sin embargo, una combinación de puntos y guiones puede representar cualquier cantidad de palabras en clave que desee. ¿Cuál es el patrón aquí? En este capítulo lo discutiremos.
Capítulo 3 Braille y Código Binario 12
Braille es un código inventado para facilitar la lectura a las personas ciegas. En este capítulo analizaremos Braille y veremos cómo funciona. Realmente no necesitamos aprender Braille y no necesitamos recordar nada al respecto. Sólo esperamos deducir algunas propiedades de la codificación a partir de él.
Capítulo 4 Anatomía de una linterna 19
Para entender cómo funciona la electricidad en las computadoras, primero tenemos que estudiar la electricidad detenidamente, pero no te preocupes, solo se necesitan algunos conocimientos básicos. necesario. En este capítulo, usaremos una linterna como accesorio didáctico para guiarte al misterioso mundo de la electricidad.
Capítulo 5 Comunicación a la vuelta de la esquina 28
En el Capítulo 1, una vez hablamos sobre el uso de una linterna para hablar con amigos, pero este método tiene limitaciones, la persona con la que te comunicas debe hacerlo. Vive al otro lado de la calle y las ventanas de tu dormitorio están exactamente una frente a la otra. Sin embargo, la realidad no siempre será así. ¿Cómo te comunicas en silencio con tus amigos cuando la luz de tu linterna no llega a su dormitorio? Los circuitos pueden ayudar.
Capítulo 6 Telégrafo y retransmisión 35
La comunicación instantánea global es algo común para nosotros Si vivieras a principios del siglo XIX, no sería tan conveniente. Ciertamente puedes comunicarte instantáneamente o a largas distancias, pero no ambas cosas al mismo tiempo. La comunicación instantánea está limitada por la distancia de propagación del sonido o por el campo de visión. Las cartas se pueden utilizar para comunicarse a distancias más largas, pero enviarlas lleva demasiado tiempo y requiere el uso de transporte. Para solucionar este problema surgió el telégrafo, y el relevo que nació con el telégrafo es un gran invento de gran importancia.
Capítulo 7 Nuestros Diez Números 41
La gente comprende fácilmente que el lenguaje es sólo un código. Por ejemplo, "cat" en inglés se puede escribir como gato, chat, Katze, KOIIIK o kátta en otros idiomas. Sin embargo, las cifras no parecen cambiar tan fácilmente entre culturas. No importa qué idioma hablemos o qué pronunciación usemos, todos en este planeta escriben los números de la siguiente manera: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. ¿Conoces estos diez números?
Capítulo 8 Sustituto del diez 48
Para los humanos, el 10 es un número muy importante. Es la cantidad de dedos de manos o pies que tenemos la mayoría de nosotros. Los humanos nos hemos adaptado a un sistema numérico de base 10. ¿Pero podemos usar sólo decimales para contar? ¿Qué pasaría si los humanos sólo tuvieran 4 dedos en cada mano como los personajes de dibujos animados?
Capítulo 9 Números binarios 62
El binario es el sistema numérico más simple, que contiene solo dos números: 0 y 1. Un bit en binario se llama bit y podemos usarlo para expresar información simple: sí o no, encendido o apagado, etc. De hecho, siempre que la información se pueda convertir en dos o más opciones posibles, se puede representar mediante bits. Se pueden ver ejemplos de esto en todas partes de la vida diaria, como la velocidad de la película de la cámara y los códigos de barras en varios paquetes de productos.
Capítulo 10 Lógica y Cambio 78
Para los antiguos griegos, la lógica era un método analítico utilizado en la búsqueda de la verdad y una forma de filosofía. El matemático británico George Boole creía que se podía encontrar una forma matemática para describir la lógica, por lo que inventó el álgebra de Boole.
Más importante aún, las operaciones de álgebra booleana se pueden implementar utilizando circuitos compuestos de interruptores, cables y bombillas. El Y y el O en el álgebra booleana tienen una correspondencia maravillosa con las conexiones en serie y en paralelo de los interruptores en el circuito.
Capítulo 11 Puertas 93
Los relés, al igual que los interruptores, se pueden conectar en serie o en paralelo para realizar tareas lógicas simples en un circuito. Esta combinación de relés se denomina puerta lógica, también conocida como puerta. Las puertas lógicas mencionadas aquí que realizan tareas lógicas "simples" significan que las puertas lógicas solo completan las funciones más básicas. Este capítulo presenta las puertas utilizadas para completar las tareas lógicas más básicas.
Capítulo 12 Sumador binario 117
La suma es la operación más básica en cálculos aritméticos. Si quieres construir una computadora, primero debes construir una computadora para calcular la suma de dos números. . dispositivo. En este capítulo construiremos un sumador binario utilizando componentes simples como interruptores, bombillas, cables, baterías, compuertas lógicas, etc. utilizados en capítulos anteriores.
Capítulo 13 Cómo implementar la resta 128
Cuando esté convencido de que la suma de números binarios realmente se puede lograr conectando relés, puede preguntar: "¿Cómo implementar la resta?" ¡pregunta! Esto demuestra que eres bastante consciente. La suma y la resta pueden complementarse entre sí de alguna manera, pero su mecanismo es fundamentalmente diferente. Pero no importa, se nos ocurren algunas formas de convertir la resta en suma.
Capítulo 14 Comentarios y desencadenantes 140
Imagínate si no tuvieras memoria, ¿cómo contarías? No recordamos el número que acabamos de contar, así que, por supuesto, ¡no podemos estar seguros de cuál será el próximo número! De la misma manera, un circuito que pueda contar debe necesitar un flip-flop. Este capítulo trata sobre la introducción de varios desencadenantes.
Capítulo 15 Bytes y hexadecimal 164
En los capítulos anteriores, las formas de entrada y salida de sumadores, pestillos y selectores de datos son todos de 8 bits. El flujo de datos, es decir, el ancho de bits de la ruta de datos es de 8 bits. ¿Por qué se define como 8 bits? ¿Por qué no 6, 7, 9 o 10? Este capítulo explicará por qué.
Capítulo 16 Organización de la memoria 174
Cada mañana, nos despertamos de un sueño profundo y los espacios en blanco de nuestro cerebro se llenarán rápidamente de recuerdos. Inmediatamente nos damos cuenta de dónde estamos, de lo que hemos estado haciendo recientemente y de lo que hemos planeado. Algunas cosas nos vienen a la mente rápidamente, pero otras no. Podemos registrar información con la ayuda de muchas herramientas, como lápiz y papel, cinta adhesiva y, ahora, por supuesto, la memoria.
Capítulo 17 Operación Automática 190
La naturaleza humana tiene algunas cualidades perezosas. Siempre nos resistimos al trabajo pesado y odiamos el trabajo aburrido y repetitivo. Por lo tanto, cuando tenga que usar el sumador creado anteriormente para calcular la suma de 100 números o incluso más números, inevitablemente surgirá una idea en su mente: ¿cómo hacer que el sumador complete automáticamente la entrada de datos y qué pasa con los cálculos? Definitivamente hay una manera, y es escribir un programa.
Capítulo 18 Del ábaco al chip 222
Ábaco, regla de cálculo, esqueleto de Napier, motor diferencial, motor analítico, relé, tubo de electrones, transistor, chip, computadora; Leibniz, Jacquid, Babbage, Turing, von Neumann, Shannon, Bell Labs... ¿Se siente abrumado? Uniendo estos sustantivos y nombres que pueden resultarle familiares o desconocidos está la historia del desarrollo de las herramientas informáticas humanas. ¡Regresemos en el tiempo, echemos un vistazo a esas exquisitas herramientas y sientamos el ingenio de los genios!
Capítulo 19 Dos microprocesadores típicos 244
Un microprocesador se obtiene empaquetando todos los componentes de la unidad central de procesamiento en un chip de silicio. El primer chip de microprocesador nació en 1971, la serie Intel 4004, que integraba 2.300 transistores. Puede que le parezca ridículo: el número de transistores colocados en los microprocesadores de los ordenadores domésticos hoy en día se ha medido en cientos de millones. Sin embargo, en esencia, lo que realmente hace el microprocesador no ha cambiado. En este capítulo, analizamos dos microprocesadores típicos con historias gloriosas: Intel 8080 y Motorola 6800.
Capítulo 20 Conversión de caracteres y códigos ASCII 272
La única forma que la memoria de la computadora puede almacenar son bits, por lo que si desea procesar información en la computadora, debe convertir se almacenan en forma de bits. Hemos aprendido a utilizar bits para representar números y códigos de máquina. ¿Cómo usarlo para almacenar texto? Después de todo, la mayor parte de la información acumulada por los humanos se almacena en diversos formatos de texto. ¡Ahora es el turno del código ASCII!
Capítulo 21 Bus 287
Una computadora incluye muchos componentes: unidad central de procesamiento, memoria, dispositivos de entrada/salida, etc. Normalmente estos componentes se montan en dos o más placas de circuito según sus funciones. Estas placas de circuito se comunican entre sí a través de un bus. Si hace un resumen simple del bus, puede pensar en el bus como una colección de señales digitales, y estas señales se proporcionan a cada placa de circuito de la computadora.
Capítulo 22 Sistema operativo 306
Es posible que hayas soñado con montar tú mismo una computadora casi completa, tal como el viejo fabricante de títeres Gebitt talló el títere Pinocho, usándolo todo tú mismo. piezas completadas. Pero antes de que su máquina pueda completar las operaciones que desea, todavía falta una cosa importante: ¡el sistema operativo!
Capítulo 23 Números de punto fijo y números de punto flotante 323
Varios tipos de números como enteros, fracciones y porcentajes son inseparables de nosotros y aparecen en casi todos los rincones. de nuestras vidas. Por ejemplo, trabaja 2,75 horas extra y la empresa le paga 1,5 veces las horas de trabajo normales. Utiliza el dinero para comprar medio cartón de huevos y pagar el 8,25% del impuesto sobre las ventas. En la memoria de la computadora, todos los números se representan en forma binaria. A través del estudio anterior sabemos que 2 se puede expresar como 102 en binario, pero ¿cómo expresar 2,75 en binario? De esto se trata este capítulo.
Capítulo 24 Lenguaje de alto nivel y lenguaje de bajo nivel 337
El Capítulo 22 presenta cómo escribir un programa simple que nos permita usar el teclado para ingresar código de máquina hexadecimal en la computadora y comprobar estos códigos mediante un equipo de visualización de vídeo. Pero usar código de máquina para escribir programas es como comer con palillos de dientes. Estiras los brazos y pasas mucho tiempo pinchando la comida, pero cada vez solo obtienes una pequeña parte. Escribir programas en este lenguaje de bajo nivel es laborioso y. lleva mucho tiempo y va en contra de la corriente. La razón por la que inventamos las computadoras. Sin embargo, la gente descubrió una forma más eficiente de programar: utilizar lenguajes de alto nivel.
Capítulo 25 Revolución gráfica 352
Mirando hacia atrás en la historia, han pasado sesenta o setenta años desde que apareció la primera calculadora de retransmisión y la velocidad de procesamiento de las computadoras ha aumentado rápidamente. Sin embargo, para aprovechar al máximo las crecientes capacidades informáticas y de procesamiento de las computadoras, la interfaz de usuario (User Interface) en los sistemas informáticos debe mejorarse continuamente, porque es el eje de la interacción persona-computadora. ¡Se acerca la revolución gráfica!