Предыдущий урок: Как работает компьютер? Часть 24. Биты и байты в действии.
Мы уже знаем, что компьютер хранит информацию в виде битов и байтов и что алгоритмы — это последовательности логических действий, которые выполняются через логические элементы. На этом этапе важно понять, как компьютер принимает решения, сравнивает данные и выбирает действия. По сути, выбор — это суть «мышления» компьютера.
В жизни мы часто делаем сравнения: «это больше, чем то», «это равно этому», «это меньше, чем то». Компьютер делает то же самое, только используя логические операции и обработку битов. Например, если у нас есть два числа A и B, компьютер может проверить, равны ли они, больше ли одно другого, или меньше. Для этого он использует комбинации элементов И, ИЛИ и НЕ на уровне каждого бита.
Рассмотрим пример на простых числах. Пусть A = 5 и B = 3. В двоичной системе это выглядит так: A = 0101, B = 0011.
Компьютер сравнивает их побитно, начиная с самого старшего бита (самого левого). Логика простая: если старший бит A больше старшего бита B, то A > B. Если равны, переходим к следующему биту и так до конца.
Реализовать это можно через комбинацию логических элементов. Например, операция И помогает выявить совпадение битов, операция НЕ — инвертировать сигнал, а комбинация ИЛИ позволяет собрать результат проверки по всем битам:
Используем элементы И, ИЛИ, НЕ:
- Для A > B выступает выражение A И (НЕ B)
(A=1 И B=0) - Для A < B выступает выражение (НЕ A) И B
(A=0 И B=1) - Для A = B выступает выражение НЕ (A ИЛИ B) ИЛИ (A И B)
(оба 0 или оба 1)
На первый взгляд формула может показаться сложной, но важно помнить: это всего лишь способ на уровне логики определить, какое число больше, используя только 0 и 1 и логические элементы.
Компьютер объединяет эти логические схемы для получения результата проверки. После того как компьютер сравнил значения, он может выбрать действие. Например, если A > B, вывести сообщение «A больше B», если A = B, вывести «A равно B». Этот выбор на уровне процессора превращается в логические команды.
Давайте пока что, передадим права выбора результата черному ящику и назовем его Блок принимающий решение.
Давайте нарисуем вариант финальной логической схемы для сравнения двух чисел с двумя входами в логическую цепочку (А и В), тремя входами на Блок принимающий решение (Сигнал 1, Сигнал 2, С = номер проверяемого разряда) и 1 выходом (Результат):
тоит отметить, что сравнение и выбор — крайне быстрые операции. На уровне процессора миллионы таких сравнений происходят за секунду. Это объясняет, почему компьютер способен обрабатывать сложные алгоритмы, делать выбор в играх, фильтровать данные и выполнять расчёты почти мгновенно.
Ещё один важный момент: все решения компьютера — результат обработки битов через алгоритмы, о которых мы говорили ранее. Нет «интуиции», нет «мысли» в человеческом смысле. Всё сводится к последовательности проверок и выборов: сравниваем значения, объединяем условия логическими элементами, получаем сигнал для действия.
Спасибо за внимание!
Следующий урок: Как работает компьютер? Часть 26. Мини-компьютер из логики
👍 Ставьте лайки если хотите разбор других интересных тем.
👉 Подписывайся на IT Extra на Дзен чтобы не пропустить следующие статьи
________________________________________________________________________👇
Понравилась статья? В нашем Telegram-канале ITextra мы каждый день делимся такими же понятными объяснениями, а также свежими новостями и полезными инструментами. Подписывайтесь, чтобы прокачивать свои IT-знания всего за 2 минуты в день!