Киpпичики

Киpпичики
Бакаев А.Н.

Чем дольше я общаюсь с компьютером, тем все больше мне кажется что это не просто бездушная железка, созданная человеческой мыслью, а скорее всего город или даже целый мир. В этом мире как и в реальном существуют сооружения, магистрали, порты и множество других объектов. Так же как для строительстве любого здания используются кирпичи или какие-либо другие блоки, так и при строительстве компьютера используются более простые элементы из которых и строится вся система. Перед тем как рассказать о этих "строительных" блоках необходимо уточнить - а для чего же собственно выстраивается все это здание.
Самое простое объяснение какое можно дать - для нормальной жизни тех существ которые населяют этот город. Более приземлённое объяснение будет выглядеть так - для регулировки движения электрического тока. А как объяснить - что же такое электрический ток? Кроме того что электрический ток это то, что есть в розетке, есть ещё и другое объяснение этому явлению. Школьный курс физики гласит - "Электрический ток это направленное движение носителей заряда".
Самый простой элемент это - резистор или как еще его называют - сопротивление. Последние название очень точно определяет его назначение. Резистор предназначен для того чтобы задерживать движение тока. К примеру, Вы едете по широкой магистрали а впереди поставили заграждение которое сузило дорогу вполовину. Как поведут себя водители в этой ситуации? Конечно же снизят скорость и будут ждать своей очереди для проезда. Т.е. плотность движения снизится примерно вполовину. А если затор будет продолжаться, то самые нетерпеливые будут искать объездные пути. Так и ток, если на его пути поставить резистор, снизит свою скорость и будет искать обходной путь.
Следующий элемент - конденсатор. Его предназначение - накапливать ток. Самый простой конденсатор представляет собой две пластины разделённые между собой каким-либо слабо пропускающим электричество материалом (например воздухом). Если теперь подключить эти пластины к источнику тока (батарейке), то на противоположных пластинах появятся противоположные по знаку заряды.
Наверное всем известно что такое ниппель. Это устройство пропускающее воздух только в одном направлении. Благодаря такой маленькой, но очень важной штучке автомобили имеют накаченные воздухом шины которые придают некоторые черты комфортности при езде по нашим дорогам. Устройство по принципу своему схожее с ниппелем в электротехнике называется диодом. И в большинстве случаев выполняет функции регулировщика одностороннего движения - туда можно, оттуда - нет.
Один из наиболее важных в строительстве компьютера компонентов - транзистор. Представить транзистор можно в виде крана регулирующего подачу воды. Долгое время транзисторы так и называли - "вентиль". Поэтому представить транзистор можно в виде крана регулирующего подачу воды. В зависимости от того как сильно открывают кран или как часто или все это вместе из крана бежит вода. При этом прикладывая небольшое усилие к крану мы можем получить достаточно мощный поток воды. Но это из другой области применения транзисторов. В компьютерах же транзистор используется только на открывание-закрывание потока.
Это все кирпичики из которых строится компьютер. И именно из них раньше строились вычислительные машины (если не говорить о тех временах, когда использовались электронные лампы). Но со временем эти элементы заменялись на более быстродействующие, более миниатюрные и сейчас построение компьютеров ведется при помощи "блоков" и "панелей" скомпонованных из этих составляющих. Такие блоки называются микросхемы и состоят из миллионов транзисторов, диодов, резисторов и конденсаторов.
Все, описанные элементы объединяются в одну группу - аналоговых элементов. В строительстве компьютера используют такие же элементы, но при этом они объединяются в другую группу - цифровых устройств. Разница между ними заключается в том что сигнал на аналоговые элементы подается плавно, без резких перепадов. А в цифровых устройствах таких плавных сигналов не бывает. В них используются "цифры": "1" - сигнал есть, "0" - сигнала нет. И чем резче будет переход от "1" к "0" и наоборот - тем лучше будут работать устройство.
Прежде чем продолжить рассказ о устройстве компьютера нужно сказать что в компьютере все построено на двух состояниях либо "да" либо "нет". Третьего не дано. Так же и с током - его величина может быть немножко больше или немножко меньше заданных значений но все равно будет считаться он либо есть, либо его нет. Поэтому все элементы использующие в своей работе такие два состояния называются "логическими" элементами. Для отображения состояния входных и выходных сигналов используется цифровая запись. Наличие сигнала принято обозначать "1" а его отсутствие "0".
Первый логический элемент который мы рассмотрим это элемент "ИЛИ". Для того чтобы понять его работу представим такую ситуацию: садовый разбрызгиватель подключен к двум водопроводным кранам одновременно, для того чтобы вода попала на грядки необходимо включить один из кранов, первый ИЛИ второй, ИЛИ оба крана вместе. Так и в логическим схеме, для того чтобы получит сигнал на выходе нужно подать сигнал на один из входов или на оба входа одновременно. В цифровом виде его работу можно описать следующей таблицей:
Вход 1Вход 2Выход
0+0=0
0+1=1
1+0=1
1+1=1

Следующий логический элемент - "И". Объяснить его работу можно вспомнив принцип изготовления некоторых взрывных устройств. В "Справочнике террориста-любителя" описана методика получения взрывчатых веществ из невзрывчатых материалов. Берут два совершенно безопасных материала, которые по отдельности не то, что взорваться, гореть то не смогут. Смешивают их и получают "большой бум". Так и в элементе "И" сигнал на выходе появится только в том случае если на первый И на второй входа подан импульс. Описательная таблица работы:
Вход 1Вход 2 Выход
0+0=0
1+0=0
0+1=0
1+1=1

Еще один маленький, но вместе с тем наиболее важный блок - "триггер". Принцип работы триггера напоминает работу регулировщика направляющего движение по одной из двух магистралей. Точно так же триггер - это схема имеющая один вход и два выхода. При поступлении импульса на вход триггера на первом выходе появляется сигнал который может сохраняться до тех пор пока на вход не поступит следующий импульс. Приход следующего импульса на вход триггера приведет к тому что сигнал на первом выходе пропадет и появится на втором выходе. Иначе триггер можно определить как схему с двумя устойчивыми состояниями.
Теперь попробуем построить небольшое устройство из наших блоков. Этим устройством будет счетчик импульсов.

Опубликовано:17/01/2000
Автор:ВШБ
Читателей:933

Оценка статьи: ОтвратительноУжасноПлохоСреднеХорошоПохвальноОтличноПревосходноПрекрасноВеликолепно! [Голосов: 1]



 
Новости В приморском национальном парке ученые
В приморском национальном парке ученые
На днях в объектив фотоловушки на территории нацпарка «Земля леопарда» попал леопард дальневосточный Leo 35M. Ученые между собой называют его Алексей. Специалисты уверяют, что животному на данный момент шестнадцать лет, а для этого хищника возраст приличный. Девять лет назад видели его в последний раз, но уже тогда леопард считался в возрасте,
Новости Готовимся к IELTS: Раздел «Говорение»!
Готовимся к IELTS: Раздел «Говорение»!
Раздел «Говорение» – это заключительная часть теста. Ее не обязательно проходить в тот же день, что и остальные. Вам предстоит собеседование, состоящее из трех частей, которое длится 11-14 минут. IELTS «Говорение». Часть 1 Знакомство и собеседование (4-5 минут) Сначала экзаменатор задаст вам несколько общих вопросов. Вам надо будет представиться и рассказать о чем-то личном – например, о своей стране, родном городе, семье, учебе или работе, хобби и планах на будущее. IELTS «Говорение». Часть 2 Индивидуальная речь (3-4 минуты) Экзаменатор выдаст вам карточку, на которой будет написан
Новости Российские ученые придумали, как
Российские ученые придумали, как
Появился новый способ, как можно на безопасном для нашей планеты расстоянии уничтожать угрожающие ей астероиды. Об этом сообщили ученые из госуниверситета города Томска. Они уверяют, что при помощи ядерного взрыва можно предостеречь Землю от любого летящего на нее небесного тела. Такой способ уже прошел тестирование и на сто процентов подтверждает
Новости Главное о бинарных опционах. Торговля бинарными опционами
Главное о бинарных опционах. Торговля бинарными опционами
Что такое бинарный опцион? Это самый популярный финансовый инструмент, с помощью которого можно зарабатывать хорошие деньги на крупных компаниях мира. К примеру, фондах работающих с золотом, нефтью и тому подобное. Для того чтобы начать работу, нужно лишь прогнозировать последующее направление цены конкретного срока, например какая цена будет в ближайшие два часа или даже час. Предположим, выбрав опцион Yahoo, вы предположили что цена на акции вырастет в ближайшее время. даже если цена выросла на самую минимальную сумму, вы уже получите приличные деньги от предположенного мнения. Получать
Это интересно! ФОТОАППАРАТ
ФОТОАППАРАТ
Развитие фотографии в России происходило стремительными темпами. В середине 50-х годов 19 века в фотографии появляется способ переноса изображения на фоточувствительную бумагу. Появляется возможность
Крылатые слова Сжечь свои корабли.
Сжечь свои
В переносном смысле - решительно порвать с прошлым, сделать невозможным возврат к нему, вступить на новый путь. По рассказу древнегреческого писателя Плутарха, после падения Трои (XII в. до н. э.)
Линия времени 900-800 до н.э.
900-800 до н.э.
На Апеннинский полуостров морем прибывают этруски, вероятно, из Малой Азии.
Биологический справочник Смена экосистем
Смена экосистем
Экосистемы могут сменять друг друга в определенной последовательности. Например, скалы, потоки вулканической лавы в первую очередь заселяются наиболее неприхотливыми растениями - лишайниками и
Биологический справочник Изменчивость
Изменчивость
Биологи различают наследственные и ненаследственные изменения организма. Наследственная изменчивость называется также модификационной . Она проявляется под прямым действием внешней среды. Облик
История вычислительной техники 1951 Первые коммерческие компьютеры - Ferranti Mark I, Leo I
1951 Первые
Первые коммерческие компьютеры - Ferranti Mark I, Leo I. Новый компьютер Мочли в Эккрета UNIVAC I (ввод информации с магнитной ленты емкостью 1 400 000 цифр и перфокарт). Быстродействие - сложение за