Logičke baze računala

Bilo koji uređaj ili mehanizam koji je stvorio osoba temelji se na određenim obrascima svog rada koji će ga razlikovati kroz značajke aplikacije i funkcionalnosti. Potreba za zadovoljavanjem trenutnih potreba glavni je poticaj za razvoj novih vrsta strojeva, tehnologija itd. Takvu priliku osigurava akumulacija znanja na mnogim područjima znanosti i tehnologije čija upotreba omogućava prvo stvaranje logičnih preduvjeta za nova područja tehnologije, na primjer logičke osnove računala, a zatim ih implementirati u nove vrste opreme. Na jednostavnom ljudskom jeziku to se zove "tehnički napredak".

Poticaj za nastanak računala postao je dva motiva: potrebu za velikim količinama informacija i postignuća u različitim područjima znanosti i tehnologije (elektricitet, matematika, fizika i poluvodička tehnologija, metalurgija i mnogi drugi). Prvi uzorci elektroničkih računala potvrdili su principe računalnog rada i razdoblje brzog razvoja nove klase tehničkih objekata, nazvanih "elektroničkih računala".

Da bi se implementirala tehnička ideja računalnog uređaja, logičke osnove računala oblikovane su pomoću algebre logike koja je odredila skup funkcija i teorijsku osnovu. Zakoni algebre logike, koji su definirali logičke temelje računala, u 19. stoljeću su formulirali engleski J. Boule. U stvari, ovo je teorijska osnova za digitalne sustave obrade informacija. Njegova je suština pravila logičkog odnosa između brojeva: veze, disjuna i drugih, što je vrlo slično poznatim temeljnim odnosima između brojeva u aritmetičkoj - multiplicaciji, dodavanju itd. Brojevi u Booleovoj algebra imaju binarni prikaz, tj. Oni su zastupljeni samo brojevima 1 i 0. Operacije s brojevima opisane su dodatnim simbolima algebre logike. Ti elementi matematike omogućuju kombinaciju najjednostavnijih logičkih zakona za opisivanje bilo kojeg računalnog zadatka ili kontrole akcije posebnim simbolima, tj. "Napisati program". Korištenje ulaznog uređaja ovaj program "učitava" u računalo i služi kao "narudžba" za njega, što se mora izvesti.

Ulazni uređaj pretvara dolazne simbole u električne signale u obliku binarnog koda, a akcije na njih - prijenose i transformacije koje provode aritmetičke i logičke operacije provode elektronički uređaji zvanih vrata, zbacivači, aktivira itd. Oni čine tehničku nadogradnju računala, gdje njihov broj doseže desetke tisuća elemenata.

Dizajn računala sadrži 4 glavna čvora: UU - kontrolni čvor, RAM i ROM - operativni i trajni memorijski čvor, ALU - aritmetička logička jedinica, UVB - ulazni uređaj. Naravno, svaki od njih poštuje logičke temelje računala. Tijek rada računala sastoji se od učitavanja radnog programa u RAM-u ili ROM-u napisan posebnim kodovima koji se pohranjuju na bušene kartice, magnetske vrpce, magnetske i optičke diskove i druge medije za pohranu. Ovaj je program osmišljen za manipulaciju CU s strujama tekućih ili radnih informacija i dobivanje programiranog rezultata, na primjer, prikaz slike na monitoru ili pretvaranje audio signala u digitalni itd. U tu svrhu, NG obavlja veliki broj prijenosa blokova informacija između svih uređaja koji su dio računala.

Glavni "think tank" računala je ALU - izvršitelj svih aritmetičkih i logičkih operacija. Trenutno, ALU funkcija obavlja uređaj zvan procesor ili mikroprocesor, koji je poluvodički uređaj veličine nekoliko okvira za slaganje s nizom nevjerojatnih brojnih funkcija. Postupno se mikroprocesoru dodaju funkcije kontrole vanjskih uređaja - monitora, pisača itd.. Najnovija dostignuća na ovom području omogućila su stvaranje mikroprocesora s punim skupom funkcionalnih uređaja računala, zahvaljujući kojima su se pojavili single-chip kompjuteri džepnog formata i mogućnosti punog računala. Iznenađujuće, logički temelji računala koja su se razvila u jednom trenutku za prve računalne uređaje, do danas nisu promijenjena.