1と0のビットレベルよりも低いものはありますか?


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コンピューターのアーキテクチャーとその仕組みについて学習する場合、マシンが理解できる最も低い言語は1&0のバイナリーであると考えられます。そして、私たちが入力するものはすべてバイナリに変換/変換する必要がありますが、2進数ですそれは、バイナリを実際の機械語に変換するために別のインタプリタ/コンパイラが必要になることを意味しませんか?エレクトロニクスから、コンピューターは主にICなどのCPUで構成されているため、トランジスタなどで作られていることがわかります。これらのツールが理解できるのは電気だけなので、電気はコンピューターにとって最も理解しにくい言語です。だから私の懸念は、バイナリは本当に1s&0sなのか、それとも1s&0sが電気の有無を表すために使われているだけなのか?それが電気の有無の単なる表現であるとすると、入力するコマンドとバイナリの間に別の中間言語または下位言語がなく、回路がどこに電流を送信するか、どこに送信しないかがわかるでしょうか?


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私はあなたの「電気の不在」についてコメントしたいだけです| 「信号がないことを信号として使用することはできません。」-ジュリアンビゲロー、1947年。」
ディランメウス14

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ある意味で、私はあなたの質問に対する答えは、回路の基礎となる電気の物理学にはある種の基礎となる「言語」があると思います。基本的に、自然はチューリングマシンのようなもので、ワイヤーとコンポーネントの配置は入力テープのようなものです。別の角度から見ると、コンピューターはアナログ信号(時間、空間、大きさなどで連続的に変化する)を操作し、それをほぼデジタル(時間、空間、大きさで整数として離散的に変化する)として解釈することによって機能します。0と1は異なる電力量を意味するだけです。
Patrick87 2014

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ユーランを明確にするために、電気を表すために0と1を使用すると言うとき、それは後ろ向きです。0と1を表すために電気を使用します。
jmite 2014

これがクロードシャノンの修士論文、MIT 1937です:cs.virginia.edu/~evans/greatworks/shannon38.pdf。ブール代数とリレー回路を互いのモデルとして使用する方法を説明します。
Wandering Logic

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ありますが、このサイトのトピックではありません。ワイヤーから電気工学まで実際にプロセッサーを構築する方法について質問をしたいと思うかもしれません。
ラファエル

回答:


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デジタルコンピュータは、時間内の任意の所与の時点で(ほぼ)ように動作する、任意のワイヤは、(約)は、2つの可能な電圧の一つ一つ意味担持及び他の意味。電圧は使用されている規約に依存します。この意味で、デジタルコンピューティングは秒と秒で機能します。ただし、デジタルコンピュータでさえ、物理ストレージやネットワークなどのアナログデバイスとインターフェイスします。エンコーディングによっては、いくつかのビットを一度にエンコードできるため、ネットワークでデータをエンコードする方法は多少異なる場合があります。1 0 10101

上記の最初の文で私の資格を説明しましょう。「ほぼ」とは、ワイヤがからまたはその逆に切り替わると、中間電圧が発生するという事実を指します。これらのスイッチはすべてのワイヤー間で同期されるため、ワイヤーが「読み取られる」ときはいつでも、スイッチ(存在する場合)はすでに発生しています。「大まかに」とは、電圧が正確ではないことを指します。と対応する2つの小さな電圧範囲があります。デバイスは、これらの範囲全体でビットを「読み取る」ことができますが、通常はより制限的に「書き込み」します。1 0 10101


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質問は明確ではなく、いくつかの誤解や用語の誤用(たとえば、「下層言語」)がありますが、より一般的/比喩的/類推的/緩い方法でそれを解釈します、はい

  • ここで興味深いケーススタディの1つは、論理フリップフロップSRラッチを理解する方法も参照)です。これにはフィードバックループがあり、実際には0と1に関して論理的に分析することはできず、アナログデバイスとしてさらに分析する必要があります。
  • 回路のタイミングは、フリップフロップの動的な性質を理解する上で重要です。それを理解するための特に有用な方法は、電圧/時間プロットです。
  • 論理回路の0と1の「下」は連続/非離散のアナログ電圧であり、バイナリエレクトロニクスは、アナログ信号を高度に制約された境界に厳密に「制御」すると言えます。
  • たとえば、これが「ICチップ」で「故障」する場合があります。欠陥のあるゲートや限界設計の電子回路により、チップが故障し、バイナリの「エンベロープ」から外れる場合があります。
  • 非バイナリエレクトロニクスのもう1つの基本的なコンポーネントはノイズです。IC設計の多くは、それを制御/最小化すると見なすことができます。実際、バイナリエレクトロニクスは、回路からノイズを除去して「ノイズのない」信号を実現する手段と見なすことができます。

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t+1tt

はい、しかし対照的に、フィードバックのない回路は時間の概念なしで分析でき、数学の「ロジック」には時間の基本的な概念がありません(例のようにCS / EEとまったく対照的です)。また、同じゲートの入力に出力を結び付けることは、時間と電流の方向の概念なしでは、純粋に「論理的に」はあまり意味がありません。
vzn 2014

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プログラムは、時間の概念で定期的に分析されます。可変変数がある場合は常に、これを考慮する必要があります。
Yuval Filmus 14

もちろんです。それは、「ロジック」の広範なチューリング完全またはEEの概念です。以前の/より限定された数学論理システム、たとえば命題論理やブール代数(そうでなければ大規模なモデル回路)には時間の概念がありません。ちなみに、欠陥のあるICは製造プロセスの避けられない部分であり、「合格/検証済み」のチップは歩留まりと呼ばれます。
vzn 2014

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あなたはいくつかの異なることを1つの質問に尋ねています。たぶん、問題を自分で解決するのは良い考えです。あなたは物理学、業界の定義、ソフトウェア/コンピューターのアーキテクチャについて話しています。

マシンが理解できる最低限の言語は、1&0の2進数です。そして、入力するものはすべてバイナリに変換/変換する必要があります。

まず、この部分から始めましょう。現代のコンピューターは電気回路に基づいています。たとえば、ほとんどのARMプロセッサは5ボルトで実行できます。ARMプロセッサはファブリックに組み込まれているため、プロセッサは〜0ボルトの信号を0ビットとして、〜5ボルトを1ビットとして認識します。それは誰かが選んだ定義です。

しかし、2進数であることは、2進数を実際の機械語に変換するために別のインタープリター/コンパイラーが必要になることを意味しませんか?

私はあなたがここで何を求めているのか完全には理解していません。しかし、ソフトウェアの観点から見ているとしましょう。次に、プログラムは最終的に実際のビットの行とビットの行に変換され、ビットの処理方法をCPUに伝えます。これらはCPU(処理ユニット)に供給され、プロセッサアーキテクチャに基づいて、データに対してアクションが実行されます。

エレクトロニクスから、コンピューターは主にICなどのCPUで構成されているため、トランジスタなどで作られていることがわかります。これらのツールが理解できるのは電気だけなので、電気はコンピューターにとって最も理解しにくい言語です。だから私の懸念は、バイナリは本当に1s&0sなのか、それとも1s&0sが電気の有無を表すために使われているだけなのか?

上で少し述べたように、それはコンピュータが構築される方法です。他の電圧でプロセッサを実行することはできますが、機能しません(私は思います)。特定の定義は、ビットが0または1である電圧について行われるためです。

それが電気の有無の単なる表現であるとすると、入力するコマンドとバイナリの間に別の中間言語または下位言語がなく、回路がどこに電流を送信するか、どこに送信しないかがわかるでしょうか?

うん、基本的にアナログ信号。ただし、ほとんどの場合、これらはADC(アナログデジタルコンバーター)によって、そのラインの事前定義された電圧を表すビット値に変換されます。

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