コンピューターには、完全に NAND ゲートで構成されていないハードウェアがあります。コンピュータをコンピュータにする必要はありませんが、ほとんどのコンピュータにはコンピュータが備わっています。アナログからデジタルへ、またはその逆に変更するために使用されます。
人間の目と耳は同様のものに反応します。私たちが聞くものは大きいか小さいか、見るものは明るいか暗いか、そしてさまざまな色になる可能性があります。
上で説明したコンピューターのディスプレイは 320 x 200、つまり 64000 ピクセルです。しかし、各ピクセルには、オンかオフか、何をすべきかを伝えるビットが 1 つだけあります。これは、画面上に書き言葉を表示する場合や、線画など、2 つの明るさレベルしかないものを描画する場合に使用できます。しかし、私たちは皆、コンピューター画面上の写真を見たことがあるでしょう。
まず、画面上にさまざまな色を表示する方法が必要です。虫眼鏡を取り出してカラーのコンピューターやテレビの画面を見ると、その画面が実際には青、赤、緑の 3 つの異なる色の小さな点で構成されていることがわかります。各ピクセルには、色ごとに 1 つずつ、計 3 つの部分があります。ディスプレイ アダプタが画面をスキャンすると、各ピクセルの 3 色すべてが同時に選択されます。
コンピュータがカラー画面を持つには、ピクセルあたり 3 ビットが必要となるため、各ピクセルの 3 色を個別に制御するには 3 倍の RAM が必要になります。3 ビットを使用すると、各色を完全にオンまたはオフにすることができるため、各ピクセルには黒、緑、赤、青、緑と赤 (黄色)、緑と青 (シアン)、青と赤と緑、青と赤（白）
しかし、それでも写真を見せるには十分ではありません。これを行うには、完全オンと完全オフの間の全範囲にわたって各色の明るさを制御できる必要があります。このためには、すぐに説明する新しいタイプのパーツが必要であり、さらに多くのディスプレイ RAM が必要です。ピクセルごとに色ごとに 1 ビットの代わりに、各ピクセルの各色に 1 バイトを持たせることもできます。これはピクセルあたり 3 バイトに相当し、この小さなディスプレイには合計 192,000 バイトの RAM が必要になります。
これらのバイトを 2 進数を使用してエンコードすることにより、各ピクセルの各色に 256 レベルの明るさを指定することができます。これは、ピクセルごとに 16777216 の異なる状態 (または色) に相当します。かなり見栄えの良い写真を表示するにはこれで十分です。
これを行うには (256 の異なる輝度レベルを指定する数値)、「デジタル アナログ コンバーター」 (略して「DAC」) と呼ばれるものが必要です。DAC には 8 つのデジタル入力と 1 つのアナログ出力があります。その仕組みは、入力を 2 進数として扱い、出力にはオフとオンの間に 256 のレベルがあります。出力には、入力番号で指定されたレベルまでのオフとオンの間の 256 ステップがあります。入力が 128 の場合、出力は半開になります。64 の場合、出力は 4 分の 1 になります。0の場合、出力は完全にオフになります。
このカラー画面が機能するには、ディスプレイ アダプタが一度に 3 バイトにアクセスし、それらを 3 つの DAC に接続し、DAC の出力を描画中の現在のピクセルの 3 色に接続する必要があります。これがカラー画面の仕組みです。
「アナログ」を定義する場合、フルオフからフルオープンまで連続的に変化するものであると言います。しかし、私たちの DAC の「アナログ」出力には、実際には 256 の異なるレベルしかありません。アナログに近づいてきましたが、それでも段差はあります。コンピューターが行っていることは、対象となる視聴者を騙すのに十分な小さなステップで、シミュレートされたものをシミュレートしていることです。目にとっては、256 段階の異なる明るさレベルで十分です。
対象ユーザーを混乱させるために小さな手順が必要な場合は、デジタル側で 16 ビットの DAC を作成します。したがって、数値入力は 0 ～ 65535 の任意の数値で表すことができます。アナログ側は依然として全閉から全開までしか進みませんが、ステップのサイズは 65536 個あるため、はるかに小さくなります。耳に届くと非常に小さな違いが聞こえるため、高品質なサウンドを実現するには16ビットDACが必要です。
音楽からスピーチ、雷まで、すべての音は空気の振動です。空気の振動の速さと正確さが異なります。人間の耳は、低音域の約 20 Hz から高音域の 20,000 Hz (20 kHz) までの振動を聞くことができるため、これはコンピューターが処理できるように設計された振動の範囲です。他の電子機器と同様に、スピーカーと呼ばれるデバイスがあります。スピーカーは空気中を前後に動き、空気を振動させるだけです。オリジナルのサウンドが録音されたのとまったく同じ方法で空気を振動させれば、オリジナルとまったく同じように聞こえます。
コンピューターにサウンドを保存するために、スピーカーの位置は 65536 の可能な位置に分割されます。次に、2 つ目は 44100 個の部分に分割されます。各秒のこれらの部分では、スピーカーの希望の位置が 2 バイトの数値として保存されます。これは、非常に高品質のサウンドを再生するのに十分な情報です。
高品質のステレオ音楽を再生するには、コンピュータに 2 つの 16 ビット DAC とそのアナログ出力がスピーカーに接続された「サウンド周辺機器」が必要です。また、44,100 Hz で動作する独自のクロックも備えています。ティックごとに、次の 2 つの 2 バイト数値を取得し、それらを DAC のデジタル側に接続します。
速度の点では、1 秒あたり 176,400 バイトになります。これはもちろん速いですが、私たちのコンピューターの時計は 1 秒間に 10 億回動いていることを思い出してください。つまり、コンピュータはサウンド周辺機器に 4 バイトを送信し、次の 4 バイトを送信する必要がある前にシャットダウンして他のタスクの 4000 命令を実行できます。
一方、「Analog to Digital Converter」、略して「ADC」があります。これは、マイクからの音声を一連のバイトに変換するため、またはカメラが画像を一連のバイトに変換するために使用されます。入力端にはワイヤーがあり、一方向から切断することも、全方向に接続することもできます。ADC の出力は、8 ビット ADC の場合は 0 ～ 255、16 ビット ADC の場合は 0 ～ 65535 です。この数値は、入力がどの程度開いているか閉じているかを示します。ハーフオープニングは 128 または 32768、クォーターオープニングは 64 または 16384 などです。このプロセスは、DAC の動作のちょうど逆です。
DAC と ADC は NAND ゲートで作られているのではなく、ラジオのような電子機器を備えています。彼らがどのようにそれを行うのか、ここではあまり議論しません。したがって、コンピュータ内のすべてが NAND ゲートで構成されていると言うのは厳密ではありませんが、DAC と ADC は特定のタイプの周辺機器でのみ使用され、コンピュータ自体では使用されません。