Contents

The Digital Abstraction

The Digital Abstraction

信息编码

信息的种类有各种各样,我们需要找到一种方式来表示这些信息。比如,生物的基因信息是通过DNA来记录和表达,在计算机中,所有的数据都是二进制,我们也需要一个物理介质来表达和存储这些二进制信息。

电压

目前用来存储和表达二进制信息的物理介质绝大部分都是使用电压,高电平表示1, 低电平表示0。

VTC和容错

VTC(voltage transfer characteristics)是用来表示一个电子原件的输入和输出电压关系的图,如下是一个Buffer的VTC:

/posts/computation-structure/Slide17.png

其中$V_{IL},V_{IH},V_{OL},V_{OH}$是一个电子元件最重要的参数,解释如下(这里假设最高电压为1):

  • $V_{IL}$是低电平的输入有效范围,即如果输入电压为$[0,V_{IL}]$,就会被元件当成0处理。
  • $V_{IH}$是高电平的输入有效范围,即如果输入电压为$[V_{IH}, 1]$,就会被元件当成1处理。
  • $V_{OL}$是低电平的输出电压,即如果元件想输出0,则其输出电压应该为$[0, V_{OL}]$。
  • $V_{OH}$是高电平的输出电压,即如果元件想输出1,则其输出电压应该为$[V_{OH},1]$。

其中, $min(|V_{OL} - V_{IL}|, |V_{OH} - V_{IH}|)$即为该元件能容忍的噪声范围。

Summary

/posts/computation-structure/Slide20.png