Электронно-вычислительные цифро­вые машины могут самостоятельно вы­полнять головокружительными темпа­ми кропотливые расчеты, управлять хо­дом сложных процессов, накоплять, хранить и предоставлять большое ко­личество информации. О возможно­стях, которые открывают перед чело­веком электронно-вычислительные ма­шины (ЭВМ), вы довольно часто слы­шите и читаете. Однако вы не раз, на­верное, задумывались над тем, как ус­троены эти «умные» машины, как они выполняют свои задачи. Мы решили познакомить вас поближе с этими ин­тересными устройствами.
Эту задачу мы будем осуществлять поэтапно. Поскольку каждая электрон­но-вычислительная машина выполняет три основных вида деятельности,-мож­но выделить в ней три группы уст­ройств.
Первая группа служит для того, что­бы «договориться» с ЭВМ. С помощью этих устройств человек вводит в ма­шину программу действий, то есть «учит» ее, каким образом надо прово­дить вычисления шаг за шагом, а так­же данные, на основе которых эти вы­числения должны быть выполнены. Кроме того, с помощью этих устройств можно получить результаты в понят­ной и удобной для людей форме. Вторая группа — это запоминающее устройство. В нем хранятся как инфор­мация, переданная цифровой машине человеком, так и результаты очеред­ных этапов вычислений. И, наконец, третья часть электронно-вычислитель­ной машины — это устройство для об­работки данных — процессор, который выполняет записанную в памяти про­грамму, состоящую из ряда команд. Именно в этом устройстве выполня­ются арифметические действия, и оно руководит работой ЭВМ.
Процессор состоит из электронных элементов, соединенных друг с другом в группы, образующие своего рода «кубики», называемые вентилями. Каж­дый вентиль способен выполнять ка­кую-то простую операцию, как сложе­ние, умножение чисел, представлен­ных электрическими сигналами. О том, как это происходит, мы расскажем в нашем журнале «Горизонты техники для детей» в статьях, которые мы бу­дем публиковать гРод общим названием «Электронное 1 -j- 1 = ?». Одновре­менно в журнале мы дадим описание конструкции простейших «кубиков», которые вы сможете сделать сами.
Электрические соединения между вентилями в ЭВМ постоянны. Однако в зависимости от команд, из которых состоит программа, и от значения чисел, которых они касаются, одни вентили закрываются, другие от крываются и всякий раз могут изменить путь следования сигналов. Составляя программу, мы оказываем влияние на то, п какие вентили и в какой очеред ности будут поступать электрические сигналы, представляющие числа. Бла­годаря этому цифровая машина счи­тает так же, как вы, когда, умножая два многозначных числа, вы записыва­ете их одно под другим, затем умножа­ете парами очередные стоящие друг под другом числа, ед-иницы записываете, а десятки держите в уме, чтобы прибавить их к результату очередного умножения, и так далее, и так далее. ЭВМ действует подобным образом, сложные вычисления заменяя, согласно командам программы, большим числом простейших операций. Как мы уже ска­зали, эти операции выполняют вентили процессора. Однако устройство должно постоянно обращаться к памяти, беря из ее ячеек очередные команды и чи­сла и записывая в них промежуточные и конечные результаты вычислений. Без памяти электронно-вычислитель­ная машина не могла бы выполнять самостоятельно даже самые простые операции. Это была бы не электронно-вычислительная машина, а в лучшем случае обычные счеты. Вот почему для начала мы расскажем вам о запомина­ющем устройстве, или памяти элек­тронно-вычислительной машины.