Электричество шаг за шагом

Р-120. ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ — ДЕТАЛИ ДУМАЮЩИХ МАШИН. Очень давно, размышляя об устройстве мира, древние философы стали задумываться о способности человека логически мыслить. За прошедшие тысячелетия, особенно в последние годы, размышления о мыслящем человеке дали начало стройным теориям, которые, в частности, пытаются найти чёткое математическое описание того, что мы называем логикой. Кроме того, совсем уже недавно появились электрические управляющие машины, которые могут выполнить то, что до этого считалось монополией думающего человека. В таких машинах часто есть, как их называют, логические элементы, хотя, кажется, никто ещё не показал, что такие же точно элементы есть в живой материи, участвующей в логическом мышлении.

На рисунке показаны три основных типа логических элементов, применяемых в электронных схемах. Свое название «логические элементы» все они, видимо, получили потому, что их действия очень напоминают операции, который производит логически мыслящий человек.

Первый логический элемент (1) называют схема ИЛИ — она срабатывает и выдаёт на выходе импульс, если входной сигнал (импульс тока) подаётся на любой из входов — на первый вход, или на второй, или на оба сразу. Второй логический элемент (2) называется схема И — он срабатывает только в том случае, если входные сигналы подаются одновременно на оба входа, и на первый, и на второй. Наконец, третий логический элемент (3) называется схема НЕ (иногда пишут схема НЕТ) — она, как говорится, делает всё наоборот, и когда на её входе есть сигнал, на выходе сигнала нет, а когда на входе схемы сигнал исчезает, на выходе он появляется.

Размышления и разговоры о персональных компьютерах в основном касаются программ, и это объяснимо. Во многом программа, или, как говорят, софт (в переводе «мягкая», то есть легко меняемая составляющая), определяет то, что вы можете получить от своей машины. Про «железо», то есть про компьютерную электронику, вспоминают нечасто. А жаль, каждый пользователь в каком-то объёме должен знать о ней, должен понимать, что и как она делает. Это не только справедливо, но чрезвычайно полезно — понимание сути дела всегда создаёт особое чувство спокойствия, уверенности. Эта короткая заметка не может, разумеется, заменить учебную книгу, но несколько фактов и цифр помогут если не понять, то почувствовать масштабы и уровень электронной схемотехники персонального компьютера.

И заметьте — компьютер поражает своей чёткостью и исполнительностью, несмотря на всю сложность и многообразие выполняемых операций, на огромное их количество, необходимое даже для простого перемещения курсора или стирания буквы. И несмотря на то что делается всё в бешеном темпе — миллионы действий в секунду. Только нажал клавишу — и твоя вычислительная машина тут же, что бы ты ни приказал, мгновенно и беспрекословно выполняет задание, сделав для этого, может быть, много тысяч невидимых чётко запланированных операций и пересылок сигнала.

К сказанному нужно сделать два очень важных примечания.