Как устроен компьютер? Нулевой уровень - энергия

Компьютер — сложная система, состоящая из совокупности электронных компонентов, управляемых многоуровневым комплексом программ. Для лучшего понимания устройства компьютера предлагаю разобраться с тем, какие уровни в нем представлены.

Мало кто догадывается, что первые вычислительные устройства были придуманы задолго до древнего Египта, еще в каменном веке. Разумеется, они работали не на электричестве и использовали совсем другие принципы работы и типы используемой информации.

Не верите? Тогда прочитайте книгу под названием «Считающие чертежи» и узнаете, что современные инженерные расчеты вполне можно производить с помощью листа бумаги, карандаша, циркуля и линейки без делений. Архимед и Аристотель для этих целей успешно использовали палку и прибрежный песочек. Археолог Н. Злобин предположил и доказал принципиальную возможность подобных построений-расчетов в пределах мегалитических построек, типа Стоунхенджа. Для этого он руководил 20−30 добровольцами с «шаманского места». Внешне это выглядело как танец дикого племени, но в итоге определенный человек занимал определенное место, соответствующее, например, фазе Луны на заранее заданную дату.

Также доказана возможность использования для вычислений специальных каналов с перегородками-шиберами. Первые вычислители времен Паскаля, Ньютона и Лейбница были механическими, а в конце 19 века использовался пар. Современные ученые пытаются использовать пучки света и квантовые состояния элементарных частиц. А есть чудаки, которые доказали принципиальную возможность использования для вычислений игры «Жизнь», моделирующей поведение колонии микроорганизмов.

Как видите, существует множество принципов выполнения расчетов, и современные компьютеры реализуют всего лишь только один из них.

Энергия не существует сама по себе, обязательно должен быть носитель. Будь то папуас в юбке из пальмовых листьев, линия на песке, шестеренка, электрический импульс, фотон в оптоволоконном кабеле, группа колебаний в радиосигнале или микрочастица в квантовом микромире.

Элементарный уровень отвечает за то, что означает тот или иной сигнал, причем система исчисления не всегда ограничивается «0» и «1». Механические арифмометры были десятеричными, а графические коды (линии и дуги на земле или бумаге) вообще трудно отнести к какой-либо системе исчисления.

Минимальная единица информации — это бит. В компьютерах это двоичная система исчисления — «0» и «1». Но в других системах это не так. В привычной десятичной системе — это одна цифра, в устной речи — звук, в письменной — буква, в танцах на Стоунхедже — положение человека на воображаемой линии. Бит — это минимальная неделимая единица информации. Попробуйте написать половину буквы или цифры и ответьте, что это означает?

На битовом уровне компьютер работает с отдельными битами двоичной системы, как самой простой. Вы удивитесь, но все многообразие компьютерных действий состоит из семи однобитных операций: И, ИЛИ, НЕ, ДА (пустая операция), XOR (исключающее ИЛИ, сравнение), 0 (сброс) и 1 (выставление бита). Причем каждая операция выполняется одним элементом из 2−4 транзисторов.

Подобно тому, как числа складываются из цифр, а слова — из букв, биты складываются в байты. IBM-совместимые компьютеры оперируют 8-битными байтами, но это было не всегда так. Например, байты в калькуляторах состоят из 4 бит, а компьютеры начала и середины прошлого века использовали от 6 до 14 бит. Многие сети до сих пор используют пакеты по 7 бит, но большинство — 9 (8 бит информации + 1 бит четности для проверки правильности переданной информации).

Для современных компьютеров 8 бит — это мало. Они оперируют сразу 32 или 64 битами. Фактически это и есть их байт. Но ячейки памяти все равно 8-битные, да и внешние устройства работают с 8-битными байтами. Поэтому размерность байта менять не стали, а для обозначения сборок из нескольких байтов используют термин «компьютерное слово».

Мы рассмотрели логический уровень, который присутствует в компьютере в качестве идеи — объекта метафизического мира. В продолжении мы рассмотрим физическое воплощение компьютера.


14:42 23.10.2017



Отзывы и комментарии
Ваше имя (псевдоним):
Проверка на спам:

Введите символы с картинки:



Может заинтересовать

Какой должна быть детская домашняя одежда

Есть парочка простых советов для детской одежды ребенка не старше года. Следуя им, родители помогут ...

Как люди добывали золото? Ойкумена от Египта до Ри

В Ойкумене первым крупным золотодобывающим государством был Египет. Все слышали про золотую гробницу...

Приветствуется ли трудовой порыв в Финляндии?

Все люди разные. И даже внутри одной нации не найти двух абсолютно похожих друг на друга человек. Но...

Бенгальская кошка - кошка ли она?

Бенгальская порода кошек — очень молодая, она была выведена в середине 60-х годов америка...

Детский трехколесный велосипед

Общеизвестный спор о детских игрушках стоит считать тематикой для всех. Базой для споров считается х...

Как стать любимой невесткой?

Любая девушка мечтает выйти замуж: так заложено природой. И когда любимый человек делает предложение...

Какую арматуру купить: главные преимущества товаро

Арматура – очень важная часть всякого водопровода или отопительной системы. В нашей сегодняшне...

История Итальянской пиццы.

Примерно 200 лет назад, в одном из густонаселенных городов Европы, Неаполе, пекари начали наскоро го...

Гадание на рунах: что это такое, какие предсказани

Вы знаете, что впервые рунические знаки зародились во II-III веках нашей эры? Согласно скандинавским...

Как сохранить зрение?

Глаза — это один из важнейших органов, с их помощью мы воспринимаем мир. Зрение дарит нам...



О портале:

Наш веб-сайт создан для читателей, желающих без остановки совершенствоваться во всех сферах жизни. Каждый для себя найдет что-то интересное и подчеркнет из статьи полезные вещи. На сайте описано огромное количество моментов, которым в повседневной жизни вы найдете практическое применение. Отсутствие навязчивой рекламы, политики и новостных лент, наличие легкого юмора и полезных рассказов делает наш веб-портал приятным для чтения.

Интересная и познавательная информация, которая сосредоточена на нашем веб-портале дает возможность ответить на отдельно интересующие вас вопросы. Для того, чтобы каждый посетитель на нашем портале смог в кротчайшие сроки отыскать нужную, для него информацию, мы максимально упростили интерфейс и улучшили систему поиска необходимой статьи. Теперь нет причины тратить солидное количество времени для поиска ответа на необходимый для тебя вопрос.