هذا الموضوع هو الجزء الثاني من سلسلة كيف يعمل الحاسب لذلك يفضل مراجعة الجزء الاول قبل البدء به،كل المناهج العالمية التي تدرس بنية الحاسب و كيفية عمل المكونات تتطلب بمعرفة جيدة لمنهاج يدعى النظم المنطقية
وهو ما سأقوم بشرحه حاليا ولو بشكل مبسط،الإشارة المستمرة و الإشارة المتقطعة ،في العالم من حولنا يوجد العديد من المتغيرات و تمتاز هذه المتغيرات باستمراريتها، أما معنى الاستمرارية فهو بساطة استمرارها مع الزمن، فالحرارة على سبيل المثال ممكن أن تتغير أو تبقى ثابتة مع الزمن و لكنها مستمرة معه كما يوضح الشكل التالي و الذي يعبر عن تغير درجات الحرارة خلال ال24 ساعة:


هذه الإشارة تسمى بإشارة تشابهية مستمرة،الأن حتى نستطيع أن نعالج متغير كالحرارة بشكل رقمي يجب أن نقوم بتقطيع الإشارة أي نأخذ منها عينات بفترات زمنية متساوية فتصبح الإشارة المتقطعة بالشكل التالي:
هذه الإشارة تسمى بإشارة تشابهية متقطعه،هناك العديد من الشروط لتكون هذه العملية صحيحة ولكن لن نتطرق لها فهذا ليس محور حديثنا،طبعا هناك مصطلحان قد مرا و لكن لم أقم بشرحهما وهم "نعالج" و "بشكل رقمي" :

المعالجة بلغة الحاسب هي الحصول على معلومات مفيدة من بيانات محددة. كمثال درجات الحرارة خلال اليوم بحد ذاتها قد لا تكون مفيدة ولكن قد نحتاج إلى متوسط الحرارة خلال ساعات النهار أو خلال ساعات الليل. عملية الحصول على هذه القيم من درجات الحرارة تسمى "معالجة".

أما كلمة بشكل رقمي فيجب التفريق بين مصطلحي التشابهي و الرقمي. الإشارة التشابهية هي أي متحول فيزيائي موجود من حولنا "الحرارة، الرطوبة، الطول، التيار الكهربائي، السرعة ..." حيث يكون له قيمة معينة خلال لحظة زمنية معينة
الإشارة الرقمية هي تحويل لإشارة تشابهية ما بحيث يمكن إدخالها إلى معالج رقمي لتتم معالجتها بعد أن يتم تقطيعها و تحويل قيمها إلى الشكل الرقمي
مثال بسيط يوضح فكرة الإشارة الرقمية و التشابهية
هذا الصورة تمثل و بشكل بسيط كيفية تحويل الإشارة الرقمية المخزنة في القرص المضغوط إلى إشارة تشابهية عن طريق محول تشابهي رقمي Digital to analog converter ثم تتم تهيئة الإشارة التشابهية عن طريق مضخم Amplifier و ثم تحول إلى إشارة صوتية عن طريق المجهر Speaker.

توصيف الأعداد الثنائية فيزيائياً
لقد عرفنا أننا نقوم باستعمال الأعداد الثنائية في الحاسب و عرفنا أيضا أن هذه الأعداد الثنائية تعبر عن حالة مرور التيار الكهربائي في دارة معينة وهذا الكلام بشكل نظري أما عمليا يتم التعبير عن 0 و 1 من خلال مجال معين "وليس قيمة واحدة" و غالبا ما يتوسط هذا المجال منطقة غير معرفة .
في الحاسب الشخصي غالبا ما يمثل 1 بجهد كهربائي بين (5 و 3.3)فولت و ال0 بجهد كهربائي بين (2 و 0) فولت والمنطقة بين (3.3 و 2)فولت تعتبرمنطقة غير معرفة "لا يمكن معرفة القيمة التي سيفهمها الحاسب هل هي 1 أم 0".

نبضات الساعة Clock pluses:
في جميع الأنظمة الإلكترونية نحتاج إلى من يضبط إيقاع عملها وهذه هي مهمة الClock "هل تفكر بشيء يدعى OverClock!.
مهمة هذه النبضات أن تؤمّن التزامن بين أجزاء الحاسب كافة و غالبا ما يكون هناك تردد أساسي في الحاسب لنبضات الساعة و يتم الحصول على ترددات عمل أجزاء الحاسب الأخرى من خلال مضاعفته أو تجزيئه فعلى سبيل المثال الحاسب الذي أملكه فتردد مولد نبضات الساعة لدي بشكل إفتراضي هو 200Mhz
يتم الحصول على تردد المعالج منه عن طريق مضاعفته 14 مرة أي 14 * 200MHz = 2800MHz
يتم الحصول على تردد الذواكر منه عن طريق مضاعفته مرتان فقط أي 2 * 400MHz = 800MT/s
طبعا من المعروف أن تردد ذواكر ال DDR الحقيقي يكون نصف ما يذكر عليها "وهو التردد الفعلي"

جبهات نبضات الساعة :
تتألف كل نبضة ساعة من جبهتين الأولى صاعدة من 0 إلى 1 و الثانية هابطة من 1 إلى 0 أي أن كل نبضة تحوي على جبهتين.
في ذواكر الDDR يتم تنفيذ عملية (قراءة أو كتابة) عند كل جبهة و ليس عند النبضة مما يعطي تردد عمل فعلي لها ضعف الحقيقي.

طرق نقل القيمة الرقمية،عرفنا أن الحاسب يقيس حجم البيانات بوحدة البايت و أن كل بايت يحتوي على 8 بت، هناك طريقتين لنقل البايت الواحد من أي جزء للحاسب إلى جزء أخر
الأولى بشكل تسلسلي "الشكل الأول" وهو أن يتم نقل البايت الواحد على شكل قطار من النبضات (1 أو 0 حسب البايت المنقول) من طرف إلى أخر من خلال سلك نقل وحيد "على الأقل" و كمثال عليه منفذ الCOM في الحاسب أو منفذ الUSB ، و تتميز هذه الطريقة بقلة عدد خطوط نقل الإشارة و ممانعتها الكبيرة للتشويش الخارجي لذلك تستخدم بكثرة في إتصال الحاسب مع العالم الخارجي و يعيبها أنها أبطأ من الطريقة الثانية،الثانية بشكل تفرعي حيث يتم استخدام عدد كبير من خطوط نقل البيانات و تساوي أقل عدد بتات يجب أن تنقل دفعة واحدة فمثلا 8 للبايت و 16 للكلمة الرقمية وهكذا و يتم نقل البايت "مثلا" دفعة واحدة و تتميز بسرعتها و لكنها تكون معرضة بشكل كبير للتشويش الداخلي "بين خطوط النقل بعضها ببعض" و التشويش الخارجي لذلك غالبا ما تستخدم لنقل البيانات بين أجزاء الحاسب الداخلية "بين المعالج و الذاكرة مثلا"