Logične osnove računalnika

Vsaka naprava ali mehanizem, ki ga ustvari oseba, temelji na določenih pravilnostih svojega dela, ki ga bo razlikovala s funkcijami in funkcijami aplikacij. Potreba po zadovoljevanju neposrednih potreb je glavna spodbuda za razvoj novih vrst strojev, tehnologij itd. Takšno priložnost prinaša kopičenje znanja na številnih področjih znanosti in tehnologije, uporaba katere nam omogoča, da najprej ustvarimo logične predpogoje novih področij tehnologije, na primer logične temelje računalnika in jih nato uporabimo v novih vrstah opreme. V preprostem človeškem jeziku se to imenuje "tehnični napredek".

Zagon za pojav računalnika je postal dva gonilna motiva: potreba po velikem obsegu obdelave informacij in dosežkov na različnih področjih znanosti in tehnologije (elektrika, matematika, fizika in polprevodniška tehnologija, metalurgija in mnogi drugi). Prvi vzorci elektronsko računalništvo naprave so potrdile načela računalniškega delovanja in obdobje hitrega razvoja novega razreda tehničnih predmetov, imenovane "elektronski računalniki".

Za izvajanje tehnične ideje računalniške naprave so bile logične temelje računalnika oblikovane z uporabo logike algebre, ki je določila nabor funkcij in teoretično osnovo. Zakoni algebre logike, ki je določil logične temelje računalnika, je v 19. stoletju oblikoval angleški človek J. Boule. Dejansko je to teoretična osnova digitalnih sistemov obdelava informacij. Njeno bistvo je pravila logičnih razmerij med številkami: konjunkcija, disjunkcija in druge, kar je zelo podobno poznanim osnovnim razmerjem med števili v aritmetiki - množenju, dodatku itd. Številke v Boolova algebra imajo binarno predstavitev, npr. Številke so predstavljene le z 1 in 0. Numerične operacije so opisane z dodatnimi simboli algebre logike. Ti elementi matematike omogočajo kombinacijo najpreprostejših logičnih zakonov, ki opisujejo katero koli računsko nalogo ali nadzorno akcijo s posebnimi simboli, to je "napisati program". S pomočjo vhodne naprave je ta program "naložen" v računalnik in služi kot "naročilo", ki ga je treba opraviti.

Vhodna naprava pretvori vhodne simbole v električne signale v obliki binarno kodo, in dejanja na njih - prenosi in preoblikovanja, ki uresničujejo delovanje aritmetičnih in logičnih akcij, izvajajo elektronske naprave, ki se imenujejo gates, adders, triggers itd. So sestavljeni iz tehničnega nadevanja računalnika, kjer njihovo število doseže več deset tisoč elementov.

Zasnova računalnika vsebuje 4 glavna vozlišča: UU - kontrolno vozlišče, RAM in ROM - operativno in trajno pomnilniško vozlišče, ALU - aritmetična logična enota, UVB - vhodna naprava. Seveda vsak od njih spoštuje logične temelje računalnika. Delovni tok računalnika je nalaganje RAM-a ali ROM-a delovnega programa, napisanega v posebnih kodah, ki je shranjen na udarcih, magnetnih trakovih, magnetnih in optičnih diskih ter drugih informacijski nosilci. Ta program je namenjen za manipulacijo CU s tokovi trenutnih ali delovnih informacij in pridobitev programiranega rezultata, na primer prikaz slike na monitorju ali pretvorbo zvočnega signala v digitalni itd. V ta namen UE izvaja več prenosov informacijskih blokov med vsemi napravami v računalniku.

Glavni "think tank" računalnika je ALU - izvajalec vseh aritmetičnih in logične operacije. Trenutno ALU funkcija izvaja napravo, imenovano procesor ali mikroprocesor, ki je polprevodniška naprava, ki ima velikost nekaj polj za ujemanje z nizom neverjetnih funkcij. Postopoma je bil dodan mikroprocesor upravljanje funkcij zunanje naprave - monitorji, tiskalniki itd. Najnovejši dosežki na tem področju so omogočili ustvarjanje mikroprocesorjev s polnim kompletom funkcionalnih računalniških naprav, zaradi česar so se pojavili enopredmetni računalniki z žepnim formatom in polnopravnimi računalniškimi zmogljivostmi. Presenetljivo je, da se logični temelji računalnikov, razvitih naenkrat za prve računalniške naprave, še niso spremenili.