Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

На Р-159;2 приведены таблицы пересчета некоторых чисел, записанных в привычной системе десятичного счета, в числа двоичной системы. А рядом на Р-159;3 приводится простой пример сложения двоичных чисел. Нетрудно заметить, что правила арифметики для двоичных чисел очень просты, но вот запись этих чисел получается довольно громоздкой. Например, если для записи числа «миллион» в десятичной системе нужно всего семь знаков, то в двоичной системе для этого уже понадобится двадцать знаков.

Р-159

Но зато у двоичной системы есть другое достоинство — для нее нужно всего два разных типа знаков — 0 и 1, в то время как для десятичной системы нужно 10 разных типов знаков — 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Возможность пользоваться всего двумя знаками оказалась решающей для того, чтобы использовать двоичную систему в электронных вычислительных машинах. Потому что огромное множество электронных схем — выключатели, триггеры, электронные реле, логические элементы И, ИЛИ, НЕ, мультивибраторы — работают в ключевом режиме, то есть находятся в одном из двух устойчивых состояний: «включено — выключено», или «пропускаю ток — не пропускаю ток», или «даю напряжение — не даю напряжение». Одним из таких устойчивых состояний можно выразить единицу двоичной системы счисления, а вторым — нуль и таким образом использовать названные электронные элементы, как и многие другие, для выполнения операций с двоичными числами.

Т-272. В машину двоичные числа вводятся в виде комбинаций электрических импульсов. Чтобы подробно рассказать об устройстве самолета, о том, как работают отдельные его агрегаты и системы, понадобилась бы, наверное, толстая книга, а то и многотомник. Но можно обойтись и несколькими страницами, если не вдаваться в подробности, назвать лишь самое важное, что позволяет многотонной машине подниматься в воздух, летать и маневрировать на большой высоте. Если изложить то, что принято называть принципом действия, и при этом, конечно, не бояться упрощений. Прежде всего, наверное, нужно будет рассказать о крыльях: если крыло определенной формы находится в потоке воздуха, то у него появляется подъемная сила. Вспомните о таком летательном аппарате, как планер, который держится в воздухе только благодаря подъемной силе крыла. Здесь необходимо будет пояснить главное — подъемная сила появляется, когда относительно крыла движется воздушный поток (или, наоборот, крыло движется относительно воздушного потока). А отсюда уже останется один шаг до двигателя, который создает движение самолета и тем самым обеспечивает появление подъемной силы.

В заключение можно будет рассказать о том, как работают рули высоты и поворота. Конечно, в такой ультракороткий рассказ не войдут многие интересные и важные подробности, например описание системы навигации или различных типов двигателей, не говоря уже о электропитании или автоматике тормозов, благодаря которой самолет с огромной скоростью (до 300 километров в час) ровно бежит по взлетно-посадочной полосе. Что поделаешь, пытаясь коротко рассказать о главном, о принципах, приходится жертвовать деталями, даже интересными и важными.

Нам предстоит познакомиться с принципом работы цифровых вычислительных машин, и с самого начала отметим, что ограничимся только одним основным их типом — тактовыми ЭВМ (иногда пишут ЭЦВМ — электронная цифровая вычислительная машина), работающими в двоичном коде. В такой машине имеется генератор тактовых импульсов ГТИ, который выдает непрерывную очередь ровных прямоугольных импульсов, размеренно следующих друг за другом. Тактовый генератор — это метроном, отбивающий ритм всей работы ЭВМ. И не только метроном, но еще и работник, поставщик первичного сырья для всей машины: из импульсов тактового генератора создаются последовательности двоичных чисел; импульс тока означает «единицу», а отсутствие очередного импульса на его обычном месте означает «нуль».

На рисунке Р-160; 1,2 показан процесс ввода в простейшую условную машину некоторого числа. Все начинается с того, что оператор, получив десятичные числа, которые нужно сложить, превращает их в двоичные числа, которые переносят на бумажную ленту, определенным образом пробивая в ней отверстия. Получается перфорированная, то есть дырчатая, лента, а сокращенно — перфолента; дырка в ней соответствует «единице», а отсутствие дырки, точнее, ее пропуск соответствует «нулю». Все это внешне делается очень просто: оператор нажимает клавиши перфоратора, набирая заданное десятичное число, а из аппарата сразу же выходит перфолента с дырками и пропусками, которые соответствуют нужному двоичному числу.