Bazele logice ale calculatorului

Orice dispozitiv sau mecanism creat de o persoană este construit pe baza anumitor regularități ale muncii sale, ceea ce îl va distinge prin caracteristici și funcționalități ale aplicației. Nevoia de a satisface nevoile imediate este principalul motiv pentru dezvoltarea de noi tipuri de mașini, tehnologii etc. Acest lucru este posibil acumularea de cunoștințe în multe domenii ale științei și tehnologiei, a căror utilizare vă permite să creați o primă premise logice noi domenii de tehnologie, cum ar fi bazele logice ale calculatorului, și apoi să le traducă în noi tipuri de echipamente. În limbajul simplu al omului acest lucru se numește "progres tehnic".

Impulsul pentru apariția unui calculator a devenit două motive motorii: nevoia de volume mari de prelucrare a informațiilor și realizărilor în diferite domenii ale științei și tehnologiei (electricitate, matematică, fizică și tehnologia semiconductorilor, metalurgie și multe altele). Primele eșantioane computere electronice dispozitivele au confirmat principiile funcționării calculatorului și epoca dezvoltării rapide a unei noi clase de obiecte tehnice, numite "calculatoare electronice".

Pentru a implementa ideea tehnică a dispozitivului de calcul, fundamentele logice ale calculatorului au fost formulate folosind algebra logică, care a determinat setul de funcții și baza teoretică. Legile algebrei logice, care au definit fundamentele logice ale calculatorului, au fost formulate în secolul al XIX-lea de către englezul J. Boule. De fapt, aceasta este baza teoretică a sistemelor digitale procesarea informațiilor. Esența ei constituie regulile relațiilor logice dintre numerele: conjuncție, disjuncție și celălalt, care este foarte similar cu bine-cunoscutele relațiile fundamentale dintre cifrele aritmetică - multiplicarea, plus, etc. Numerele din Boala algebra au o reprezentare binară, adică Figurile sunt reprezentate doar de 1 și 0. Operațiile numerice sunt descrise prin simboluri suplimentare ale algebricii logice. Aceste elemente permit combinarea legilor logice elementare de matematică descrie orice problemă de calcul sau o acțiune de control prin simboluri speciale, adică, „pentru a scrie un program.“ Folosind dispozitivul de intrare, acest program este "încărcat" în computer și servește ca o "comandă" pentru acesta, care trebuie efectuată.

Dispozitivul de intrare convertește simbolurile primite în semnale electrice în formă cod binar, și acțiunile asupra lor - transferurile și transformările, realizarea acțiunilor aritmetice și logice, se realizează prin dispozitive electronice, numite porți, aditivi, declanșatoare etc. Ele alcătuiesc umplutura tehnică a calculatorului, unde numărul lor ajunge la zeci de mii de elemente.

Designul calculatorului conține 4 noduri principale: UU - nod de control, RAM și ROM - nod de memorie operațional și permanent, ALU - unitate logică aritmetică, dispozitiv de intrare UVB. Desigur, fiecare dintre ele respectă bazele logice ale computerului. Fluxul de lucru al calculatorului constă în încărcarea în RAM sau ROM a unui program de lucru scris în coduri speciale, care este stocat pe carduri perforate, benzi magnetice, discuri magnetice și optice și alte suporturi de informații. Acest program este conceput pentru manipularea UU fluxurilor curente sau informații de operare și obținerea rezultatului programat, de exemplu, afișarea unei imagini pe un monitor sau o conversie a semnalului audio digital, etc. În acest scop, UE efectuează o serie de transferuri de blocuri de informații între toate dispozitivele din computer.

Principalul "think tank" al calculatorului este ALU - performantul tuturor aritmeticii și operații logice. În prezent, ALU realizează dispozitivul funcție numită un procesor sau microprocesor, care este un dispozitiv semiconductor de mărimea unui cuplu de cutii de chibrituri, cu un set număr incredibil de funcții. Treptat, microprocesorul a fost adăugat funcții de gestionare dispozitive externe - monitoare, imprimante etc. Cele mai recente evoluții în acest domeniu au permis crearea de microprocesoare cu un set complet de dispozitive computerizate, datorită cărora au apărut computere cu un singur chip de format de buzunar și capabilități complete de computere. În mod surprinzător, fundamentele logice ale computerelor dezvoltate la un moment dat pentru primele dispozitive de calcul nu s-au schimbat până în prezent.