Чарльз Петцольд - Код. Тайный язык информатики

Когда переключатель «Перехват» разомкнут (как показано на рисунке), на входы массива RAM 64 Кбайт × 8 «Адрес», «Данные» и «Запись» поступают сигналы извне, как показано над левым верхним углом блока селекторов «2 на 1». Когда переключатель «Перехват» замкнут, сигналы на входы массива RAM «Адрес», «Данные» и «Запись» поступают от переключателей на пульте управления. В любом случае сигналы «Вывод данных» из массива RAM поступают на восемь лампочек и, вероятно, куда-нибудь еще.

Массив RAM 64 Kбайт × 8 с таким пультом управления можно изобразить следующим образом.

Когда переключатель «Перехват» замкнут, вы можете использовать 16 переключателей «Адрес» для выбора любого из 65 536 адресов. Лампочки показывают 8-битное значение, которое в настоящий момент хранится в памяти по этому адресу. Вы можете использовать восемь переключателей «Данные» для задания нового значения, а записать это значение в память с помощью переключателя «Запись».

Массив RAM 64 Kб × 8 и пульт управления, безусловно, помогут вам отследить любое из 65 536 8-битных значений, которое может понадобиться. Однако эта конструкция также позволяет некоторым другим схемам использовать значения, которые мы сохранили в памяти, и записывать в нее новые.

Есть еще одна важная деталь, которую необходимо знать о памяти: когда в главе 11 вы познакомились с концепцией вентилей, я перестал рисовать отдельные реле, из которых состоят эти вентили. В частности, с тех пор я больше не указывал на схемах, что каждое реле подключено к какому-то источнику питания. Всякий раз при срабатывании реле электричество течет через катушку электромагнита и удерживает металлический контакт на месте.

Итак, у вас есть массив RAM 64 Kб × 8, весь объем которого заполнен вашими любимыми байтами. Что произойдет, если вы отключите его от источника питания? Все электромагниты потеряют свои магнитные свойства, и с громким щелчком все контакты реле вернутся в свое исходное положение. А содержимое этой памяти? Оно исчезнет навсегда!

Вот почему память с произвольным доступом также называется энергозависимой . Для хранения содержимого ей требуется постоянное энергоснабжение.

Человек часто демонстрирует удивительную находчивость и усердие, но в то же время ему присуща страшная лень. Всем известно, что люди не любят работать. Наше отвращение к работе так сильно, а изобретательность настолько выражена, что мы готовы потратить бесчисленные часы на проектирование и сборку устройств, которые могли бы урезать наш рабочий день на несколько минут. И мало что может доставить человеку больше удовольствия, чем вид е ние, в котором он расслабленно качается в гамаке, наблюдая, как его новенькое изобретение косит газон. Боюсь, на следующих страницах вы не найдете чертежей автоматической газонокосилки. Однако в этой главе будет описан ряд устройств в порядке возрастания сложности, позволяющих автоматизировать процесс сложения и вычитания чисел. Понимаю, что подобное заявление вряд ли поразит вас. К концу этой главы мы соберем машину, которая сможет решить практически любую задачу, предполагающую выполнение сложения и вычитания, а это действительно весьма обширный класс.

Разумеется, чем устройство заковыристее, тем оно сложнее, поэтому часть информации может показаться трудной. Никто не будет винить вас, если пропустите излишне сложные фрагменты. Время от времени у вас будет возникать желание взбунтоваться и навсегда отказаться от попыток решить математическую задачу с помощью электрических и механических устройств. Обязательно следите за моей мыслью, потому что к концу главы мы изобретем машину, которую с полным правом можно назвать компьютером .

Последний рассмотренный нами сумматор был описан в главе 14. Эта версия включала 8-битную защелку, где накапливалась общая сумма чисел, введенных с помощью набора из восьми переключателей.

Как вы помните, 8-битная защелка использует триггеры для хранения 8-битного значения. Чтобы использовать это устройство, на мгновение нажмите кнопку «Очистка» для обнуления содержимого защелки. Затем с помощью переключателей введите первое число. Сумматор просто прибавит его к нулевому значению на выходе защелки, поэтому результатом будет введенное число. При нажатии кнопки «Сложить» это число сохранится в защелке и отобразится лампочками. Теперь с помощью переключателей введите второе число. Сумматор прибавит его к уже сохраненному в защелке.