Предыдущий урок: Как работает компьютер? Часть 25. Как компьютер сравнивает и выбирает.
До этого мы разобрали, как компьютер хранит информацию в виде битов и байтов, как он сравнивает значения и выбирает действия. Теперь пришло время увидеть, как всё это можно объединить в минимальный компьютер, который выполняет реальные вычисления и принимает решения. Под словом «мини-компьютер» мы понимаем простую модель, которая показывает, как логические элементы и биты образуют устройство, способное выполнять алгоритмы.
Представьте себе маленькую машину: у неё есть входы, куда поступают данные (например, числа или сигналы), есть логические элементы (И, ИЛИ, НЕ) для обработки информации и есть выходы, куда результат передаётся дальше. На вход подаётся набор битов, на выходе получается другой набор битов.
В качестве примера возьмём мини-компьютер, который решает простую задачу: «Если температура выше 25°C и свет включён, включить вентилятор». На уровне компьютера это выглядит так: Температура кодируется байтом. Например, 25°C = 00011001. Свет — отдельный бит: 0 — выключен, 1 — включён. Условие для вентилятора записывается как логическая формула:
На практике «Температура > 25°C » преобразуется в бит: 1, если условие верно, и 0, если нет. Компьютер сравнивает байт температуры с пороговым значением через логические схемы, а затем соединяет результат с битом состояния света через элемент И. Если оба сигнала равны 1, вентилятор включается. Понятно, что в данном случае мы можем использовать схему их прошлого урока для сравнения чисел. Можем просто назвать этот блок "Сравнение чисел":
Таким образом работа нашего Мини-компьютера будет описываться следующим образом:
Если температура выше 25, то Блок сравнения вернет 1, если свет горит, то это тоже 1. Таким образом на Элемент AND поступает 2 единицы и вентилятор включается.
Почему это важно для понимания, как работает компьютер? Потому что вся работа процессора и микроконтроллеров — это просто миллион таких мини-компьютеров, соединённых вместе. Каждый из них проверяет условия, выполняет команды, передаёт результаты дальше. Сложные программы — это набор алгоритмов, которые разбиты на маленькие операции над битами и байтами, выполняемые через логические элементы.
Например, когда вы играете в компьютерную игру, процессор мгновенно проверяет тысячи условий: столкновение объектов, столкновение с границами, изменение состояния здоровья. На низком уровне каждая проверка — это сравнение байтов и побитовая логика, а результат каждого действия — сигнал, который может управлять изображением на экране, звуком или поведением персонажа.
Ещё один важный момент — модульность. Мини-компьютер можно расширять: добавлять новые входы, новые условия, новые выходы. Так же работает настоящий компьютер: процессор состоит из миллионов элементов И, ИЛИ, НЕ, которые объединяются в большие блоки для вычислений, хранения данных и управления устройствами.
Спасибо за внимание!
Следующий урок: Как работает компьютер? Часть 27. Полный сумматор — складываем с переносом
👍 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!