بجلی کے سوئچ کا کام کرنے کی وجہ یہ ہے کہ اس کی دو مستحکم (stable) حالتیں ہوتی ہیں۔ آپ اسے نیچے دبا سکتے ہیں تو لیمپ بند رہتا ہے، یا اوپر کر سکتے ہیں تو لیمپ جلتا رہتا ہے—یہ سب تب بھی برقرار رہتا ہے جب آپ کا ہاتھ وہاں سے ہٹ جائے۔
کمپیوٹرز کو بھی اسی بنیادی مسئلے کا سامنا ہوتا ہے، لیکن بہت زیادہ رفتار اور انتہائی چھوٹے پیمانے پر۔ کمپیوٹر کو ہارڈویئر میں کوئی قدر (value) محفوظ کرنی ہوتی ہے اور اسے تاروں کے ذریعے آگے بھیجنا ہوتا ہے، حالانکہ حقیقی سگنلز میں حرارت، برقی مداخلت اور ناقص پرزوں کی وجہ سے اتار چڑھاؤ (یا خلل) آ سکتا ہے۔ صرف دو واضح طور پر الگ حالتوں کا استعمال اس کام کو آسان بنا دیتا ہے کیونکہ ہارڈویئر کو بہت سے آپشنز کے بجائے صرف دو حالتوں میں سے کسی ایک کا انتخاب کرنا ہوتا ہے۔
آپ تار پر سفر کرنے والے ایک ‘بٹ’ (bit) کا تصور کم وولٹیج یا زیادہ وولٹیج کے طور پر کر سکتے ہیں۔ جب تار میں وولٹیج کم (low) ہوتا ہے تو کمپیوٹر اسے 0 سمجھتا ہے، اور جب وولٹیج زیادہ (high) ہوتا ہے تو کمپیوٹر اسے 1 سمجھتا ہے۔ بٹ دراصل معلومات کی نمائندگی کے لیے استعمال ہونے والی دو مستحکم طبعی حالتوں کے درمیان انتخاب کا نام ہے۔
جب آپ کے پاس 0 اور 1 موجود ہوں، تو آپ انہیں ‘ہاں’ یا ‘نہیں’ والے سوال کا جواب دینے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، 0 کا مطلب ‘نہیں’ (NO) اور 1 کا مطلب ‘ہاں’ (YES) ہو سکتا ہے۔
اگر آپ کئی بٹس کو ایک ساتھ رکھیں، تو آپ کو مزید منفرد پیٹرنز (patterns) ملتے ہیں۔ دو بٹس چار مختلف صورتوں کو بیان کر سکتے ہیں، جو سمتوں جیسی چیزوں کے لیے کافی ہیں۔ آپ 00 کو شمال (North)، 01 کو مشرق (East)، 10 کو جنوب (South) اور 11 کو مغرب (West) کے لیے مختص کر سکتے ہیں۔
1، 2 اور 3 بٹس کے ممکنہ پیٹرنز کا جائزہ لیں۔
یہ پیٹرنز (patterns) تب ہی کارآمد ہوتے ہیں جب ہارڈویئر انہیں قابلِ اعتماد طریقے سے پڑھ سکے۔ حقیقی تار پر، ماپا جانے والا وولٹیج مکمل طور پر مستحکم نہیں ہوتا، اس لیے ریڈر سرکٹ کو وولٹیج کا موازنہ ایک ایسی حد سے کرنا پڑتا ہے جسے ‘تھرش ہولڈ’ (threshold) کہا جاتا ہے، اور پھر یہ فیصلہ کرنا ہوتا ہے کہ آیا اسے ‘لو’ (low) سمجھا جائے یا ‘ہائی’ (high)۔
اب تصور کریں کہ دو کے بجائے چار وولٹیج کی سطحیں استعمال کرنے کی کوشش کی جا رہی ہے، جیسے کہ سطح 0، 1، 2 اور 3۔ ہر سطح کے لیے مختص کردہ حد (range) تنگ ہو جاتی ہے، لہذا اسی مقدار میں موجود ‘نویز’ (noise) کے باعث پیمائش کے غلط حد عبور کرنے اور سمجھی جانے والی قدر (interpreted value) کے تبدیل ہو جانے کا امکان بڑھ جاتا ہے۔ صرف دو سطحوں کی صورت میں، آپ ‘لو’ اور ‘ہائی’ کے درمیان زیادہ بڑا حفاظتی فرق (safety margin) رکھ سکتے ہیں، اور یہ فرق پڑھنے میں ہونے والی غلطیوں کو کم کرتا ہے۔
آئیے دیکھتے ہیں کہ ‘نویز’ کی موجودگی میں وولٹیج کے دو بینڈز (bands) کا موازنہ وولٹیج کے چار بینڈز سے کیسے کیا جاتا ہے۔