Текст книги "В Стране Микроников, или Секреты компьютера"

Автор книги: Мирослав Томаля

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 7 страниц)

4. Первая встреча с районом Запоминающего устройства

– Битек! Битек! – Каролек стоял перед компьютером и звал приятеля. Но прошло довольно много времени, прежде чем явился микроник.

– Привет, Каролек! – сказал он заспанным голосом. – Сегодня я поведу тебя к моему другу Мемореку. Он – работник района Запоминающего устройства.

– Одну минуточку…, – Каролек что-то старался вспомнить, – как-то раз ты говорил о чем-то таком. Как это называлось? Как-то странно. Зуб, что ли…

– Не зуб, а ЗУПВ, – Битек был явно недоволен таким сравнением.

– Ну да, я и говорю, странно, – не сдавался мальчик. – Но откуда взялось такое название?

– Сейчас я тебе объясню, – уже спокойно сказал Битек. – Это сокращение названия Запоминающее устройство с произвольной выборкой.

Каролек внимательно слушал приятеля, стараясь как можно больше понять и запомнить из того, что говорил Битек. Мальчику было очень интересно, что кроется за этими странными словами: запоминающее устройство с произвольной выборкой. Он даже хотел попросить микроника объяснить Ому поподробнее, но не успел.

– Вот мы и пришли, – сказал Битек и крикнул. – Эй, Меморек! Иди-ка сюда! Я привел тебе гостя.

– Кто меня зовет? Что за гость? – отозвался ворчливый голос. – Не дадут спокойно поработать.

Вскоре из длинного и низкого домика вылез владелец голоса. Он был похож на Битека.

– А, это ты Битек, – сказал Меморек. – Извини, не узнал тебя по голосу. Что за гостя ты привел?

– Это наш приятель. Он – мальчик, его зовут Каролек. Думаю, ты уже о нем слышал. Я привел его к тебе, чтобы ты рассказал ему о запоминающем устройстве. Ведь ты в этом разбираешься намного лучше меня.

Новый знакомый с любопытством посмотрел на мальчика и, улыбнувшись, протянул к нему лапку:

– Здравствуй, Каролек! Меня зовут Меморек. Я про тебя знаю: ты – тот мальчик, которого царь Зет Восьмидесятый пригласил познакомиться с компьютером.

Каролек кивнул головой. В этот же момент он услышал усиливающийся шум и заинтересованно посмотрел в ту сторону, откуда шум шел. И то, что увидел, Каролека просто заинтриговало. По главным улицам прямо на него быстро катились шарики. Все происходило настолько молниеносно, что он даже не заметил, когда перед домиком остановились шесть шариков.

– Откуда они взялись здесь? – спросил мальчик.

– С магистралей, – спокойно ответил Меморек.

– С магистралей? – вопросительно повторил Каролек. – Ага, вспомнил. Битек говорил мне, что так называются эти улицы. А откуда шарики знают, что им нужно свернуть к домику запоминающего устройства? Кто-нибудь ими управляет?

– Да нет, – расхохотался Меморек. – Такой Надобности нет. Они катятся туда, где есть место, а поскольку перед каждым домиком сходятся перекрестки улиц, часть шариков поворачивает на дорогу, ведущую к домику, а часть катится дальше.

– Меморек, послушай, я здесь чего-то не понимаю. Ты говоришь, что есть перекрестки улиц и что часть шариков сворачивает на них. Но ведь в таком случае те, которые сворачивают в боковые улицы, будут сталкиваться с шариками, бегущими с других улиц? Разве не так?

– Конечно, не так, – возразил собеседник. – Сейчас я тебе все подробно объясню. Битек говорил тебе, наверное, что в нашем царстве господствует порядок. Поэтому конструкторы, которые проектировали магистрали, позаботились о том, чтобы столкновений не было.

– А как? – нетерпеливо прервал микроника Каролек.

– Очень просто. Достаточно сделать ряд виадуков, чтобы боковые улицы, отходящие от магистрали, не перекрещивались с другими, а проходили ниже.

– Ой, как это не пришло мне в голову! – мальчик смешно постучал по голове. – Ведь и на наших улицах есть такие переезды – выше или ниже. Как просто! Это я понимаю, но скажи, что обозначают эти шарики, которые остановились перед домиком запоминающего устройства?

– Как тебе, видимо, уже известно, в компьютерах шарики – это носители информации. А те, которые ты видишь – это АДРЕС, – ответил Меморек.

– Припоминаю, – медленно сказал Каролек. – Витек мне об этом рассказывал. Он говорил, что если вы хотите переслать информацию, т. е. ДАННЫЕ, то перед этим посылаете АДРЕС. Да?

Микроник молча кивнул головой, а мальчик продолжал:

– Меня еще очень удивило, когда Битек объяснял, что у вас адрес – это одно большое число.

– Совершенно правильно. А может быть, ты помнишь, как записывается такое число? – спросил Меморек.

– Да, конечно. С помощью двоичной системы счисления, у которой только две цифры: ноль и единица. Роль этих цифр играют разноцветные шарики, – без запинки произнес Каролек.

– Отлично! – похвалил мальчика микроник, а тот, довольный, задал следующий вопрос.

– Слушай. Меморек, а что потом происходит с адресами?

– Сейчас увидишь. Мы ждем разрешения взять адрес – ответил Меморек.

– Разрешения? Чьего? – заинтересовался мальчик.

– Из царского дворца, из микропроцессора. Посмотри-ка внимательно на эту дорогу. – Меморек показал Каролеку одну из четко выделенных улиц. – Это одна из важнейших дорог УПРАВЛЯЮЩЕЙ МАГИСТРАЛИ. Она называется Линией запроса доступа к запоминающему устройству. Если на ней появится черные шарики, значит, микропроцессор дал разрешение.

Каролек посмотрел на указанную улицу. По ней быстро скатывались белые шарики. Но вдруг вместо них появились шарики черного цвета.

– Меморек, смотри! Приехали! – воскликнул Каролек.

И оба они услышали грозный громкий голос:

– Эй, сони из адресной бригады! Вставать! На работу!

– Кто это? – немного даже испугался мальчик.

– Это самый работящий микроник в районе запоминающего устройства. Его зовут Селекторек. Он ни на минуту не может отвлечься от работы, все время должен следить, не появятся ли на Линии запроса доступа к запоминающему устройству черные шарики, т. е. единицы. Если это произойдет, Селекторек вызывает специальную бригаду микроников, которая сортирует адресные шарики и по ним определяет АДРЕС. Таким образом осуществляется доступ к конкретной ячейке запоминающего устройства. Остается только подождать команды микропроцессора, который сообщит, хочет ли он считывать информацию из запоминающего устройства или же хочет ее туда ввести, т. е. произвести операцию записи.

– Насколько я догадываюсь, эта команда будет послана микропроцессором по какой-то линии Управляющей магистрали? – спросил Каролек.

– Даже по двум линиям, – подтвердил Меморек. – Одна из них – это Линия запроса записи в ЗУ, вторая же называется Линией запроса считывания из ЗУ.

Каролек хотел попросить Меморека объяснить, как осуществляются запись и считывание в ЗУ, но вдруг услышал, что входит папа. Мальчик с сожалением попрощался с другом.

5. Новогодний сюрприз

Наверное, все любят новогодние праздники. В них есть какая-то своя неповторимая прелесть. Приятно собраться в семейном кругу и при свете лампочек смотреть на красиво наряженную елку. Квартира в праздники становится какой-то другой более уютной, наполненной особым теплом. Каролек уже давно радовался приближающимся праздникам, тем более, что папа сообщил, что будет большой сюрприз. «Что это может быть?» – размышлял мальчик. Пробовал выспросить у родителей, но безуспешно. Ни мама, ни папа не проговаривались.

Предпраздничные дни тянулись медленно. Но, наконец, наступил желанный день. Каролек встал очень рано. Помогая маме, все время раздумывал, каким же будет сюрприз. Оставалось совсем немного времени до праздничного ужина, когда раздался звонок. Каролек открыл дверь. Пришел дядя, которого он давно не видел. Дядя держал за руку девочку. Каролек пытливо разглядывал её.

– Познакомьтесь, – сказал дядя – это моя дочка Кася.

Кароль знал, что у дяди есть дочка, младше его на два года, но до сих пор её не видел, так как дядина семья недавно вернулась в город после длительного отсутствия. Дядя – известный конструктор электронной аппаратуры – лишь время от времени приезжал из-за границы домой по служебным делам. «Весьма приятный сюрприз», – подумал Кароль, смотря на Касю.

– Проходите, пора садиться за стол, – сказала мама.

Праздничный ужин прошел в приятном настроении. Все радовались полученным подаркам, было много разговоров и интересных рассказов. На следующий день утром Каролека разбудили странные звуки. Потом он понял, что это мелодия колядки. «Но что это за инструмент?» Звуки были необычные, оригинальные. Заинтригованный Каролек вскочил с кровати и прямо в пижаме побежал в большую комнату. То, что увидел, его ошеломило. Играл компьютер! Но не их компьютер, который он отлично знал и внутри которого путешествовал в обществе своего приятеля Витека. Кароль от удивления протер глаза – ему казалось, что он все еще во сне. Но это было наяву.

– Что это? – спросил он взволнованно.

– Не видишь? Компьютер, – ответил папа.

– Вижу, но откуда он взялся?

– Дядя подарил, – ответила мама.

– Это он играет мелодию? Не знал, что компьютеры могут играть.

– Разумеется, могут, – дядя был явно доволен произведенным впечатлением. – Есть компьютеры поменьше, а играют лучше этого.

– Дядя, а как он называется?

– IBM PC XT (читай: ай би эм пи си икс ти).

– А внутри он такой же, как наш?

– Похож, – сказал дядя, – но большего быстродействия и память большего объема.

– ПЗУ или ЗУПВ? – спросил мальчик.

– И одно, и другое, – дядя с интересом посмотрел на Кароля. – Вижу, ты кое-что знаешь об этом. Очень хорошо…

Папа Каролека тоже удивился. Он не думал, что его сын интересуется компьютерами, и даже сам собирался познакомить его с программированием.

– Каролек, – сказал дядя, – если тебя интересуют компьютеры, могу показать, на что способна эта машина. Хочешь?

– Конечно!

– В таком случае приглашаю всех на демонстрацию рисовальных возможностей этого компьютера, – и дядя сел за клавиатуру и начал печатать. Почти тут же экран замерцал, и на нем появился второй такой же монитор, в нем елка и рядок сверток.

– Замечательно! – вскричал Каролек. – Мне это очень нравится. Прямо гениально… Дядя, тут на свертке что-то написано. Жалко, что нельзя прочитать. Пригодилась бы лупа.

– Лупа не нужна, – рассмеялся дядя. – Ведь у нас есть компьютер!

На глазах у мальчика изображение на экране стало изменяться, и он увидел увеличенный фрагмент, так что можно было легко прочитать надпись на ленточке свертка:

Поздравляем с Новым годом!

Кася и Каролек были наверху блаженства. Для Каси это тоже был сюрприз. Она не могла не задать вопрос:

– Папа, а можно увеличить это еще сильнее?

– Разумеется, сию минуту, но что ты хочешь увеличить?

– Сейчас подумаю, – сказала девочка. – Увеличь этот шарик.

– Хорошо, – улыбнулся дядя и исполнил желание дочки.

Все увидели, что на шарике узор из звездочек. Дети пришли в неописуемый восторг. Впрочем, это понравилось не только им. Даже папа казался заинтересованным. Он, конечно, знал, что компьютеры могут рисовать, сам не раз пользовался такой возможностью при составлении своих программ, но такой программы еще не знал. Он сказал брату.

– Ты неплохо поработал, готовя этот показ. Чтобы нарисовать все детали, хотя бы звездочки на шарике, наверно, потребовалось немало времени.

– Не так уж много, как тебе кажется, – покачал головой дядя. – Большинство операций выполняется по одной команде. Если хочешь закрасить какую-нибудь фигуру, выбираешь узор, а потом приказываешь компьютеру заполнить указанный фрагмент рисунка, например, круг или прямоугольник. Для рисования кружков тоже нужна одна команда. А если к тому же у тебя есть «мышь», дело идет еще быстрее.

– Дядя! Не шути, – сказал укоризненно Каролек. – Какая мышь, а может, крыса?

– А я совсем не шучу, – серьезно ответил дядя. – Мышь – специальное устройство, взаимодействующее с компьютером; оно очень нужно во всяческих работах, связанных с компьютерной графикой. Впрочем, могу показать, как она выглядит.

Дядя полез в сумку и вынул небольшую коробочку с кабелем. Показывая разные части мыши, он одновременно объяснил принцип действия устройства.

– Смотри, это кабель – хвост мыши, конец которого подключен к компьютеру. Внизу на коробочке есть шарик, играющий роль лапок мыши. Шарик может вращаться во все стороны, а его движение преобразуется в электрические импульсы, поступающие в компьютер. Благодаря этому, машина в любой момент знает, в какую сторону движется мышь. Ходит мышь по столу, и одновременно, благодаря специальной программе, по экрану перемещается курсор. Так что, двигая мышь по столу, можно рисовать разные предметы, а компьютер запомнит рисунок. Можно также указывать определенные точки экрана, например, точку, от которой должна быть нарисована линия, или выбрать одну команду из высвеченного набора. Все зависит от того, какова обслуживающая программа. Для извещения компьютера о том, что ты хочешь выбрать – данную точку или фрагмент экрана – служат две кнопки на спинке мыши

У детей от возбуждения раскраснелись лица. Каролек пододвинулся поближе к компьютеру, стараясь рассмотреть все получше. «Ну и удивится же Битек, когда я расскажу ему об этой мыши, – подумал про себя. – А, может, в государстве царя Зета тоже есть мыши?» А вслух спросил:

– Дядя, а на практике для чего используются такие программы?

– На этот вопрос трудно ответить в двух словах, – начал дядя. – Возможности их применения огромны. Все зависит только от изобретательности людей. Я знаю, что ими охотно пользуются архитекторы, проектировщики разных устройств и чертежники для выполнения технических чертежей, и даже художники.

– Дядя, у меня идея – прервал Каролек. – Я попробую сам придумать применение такого типа программ. А может мне помогут читатели?

6. В гостях у Меморека

Как вы, наверное, помните, перед праздниками Каролек посетил район Запоминающего устройства и познакомился там с двумя коллегами Витека – Мемореком и Селектореком. Сегодня мы подробнее ознакомим вас с работой этих симпатичных микроников.

* * *

Был великолепный зимний день. Вернувшись из школы, Каролек забросил портфель в угол, взял коньки, клюшку и побежал на каток. Друзья уже ждали его, и даже определили состав команд: Каролек попал в команду Лукаша. Началась игра. Но уже в первые минуты встречи Каролек получил удар в колено и был вынужден уйти с катка. Он держался молодцом, пока не вошел в квартиру. Дома дал волю своему горю. От обиды по щекам потекли слезы. Но вдруг он услышал идущий из комнаты папы знакомый звук. Мальчик вытер слезы и подошел к компьютеру.

– Что случилось, Каролек? – услышал он ласковый голос и почувствовал, что кто-то берет его за руку. Сначала подумал, что это Битек, но тут же понял, что ошибся. Это был Меморек.

Мальчик последовал за микроником. Неожиданно раздался шум и что-то вспыхнуло. Меморек обернулся и увидел перепуганное лицо Каролека.

– Что случилось? – спросил микроник.

– Наверное, это из-за меня, – виновато ответил мальчик. – Сам не знаю, как все произошло, я задумался и пошел не по той дороге. Только видел, что шарики отскочили от моей ноги и перескочили на соседнюю улицу. Тогда и вспыхнуло.

– И неудивительно, – покачал головой Меморек, – ты попросту сделал короткое замыкание. Ты ведь знаешь, эти улицы – наши дороги снабжения. По каждой из них движется поток шариков определенного цвета, а поскольку ты их перемешал, и получилась катавасия. Надеюсь, это не вызвало побочных последствий.

Каролек слушал с виноватым видом, но, видя, что Меморек не сердится, спросил своего гида:

– Меморек, а можно посмотреть, как выглядит домик Запоминающего устройства внутри?

– Разумеется, туда мы и идем, – ответил микроник и жестом пригласил мальчика в здание. Вошли. В конце коридора Каролек увидел дверь, а на ней надпись:

ДЕШИФРАТОР

Отдел декодирования адреса

– Что это, Меморек? – заинтересовался мальчик. – Я никогда не слышал такого странного названия. Объясни мне, ну пожалуйста.

– С удовольствием, – ответил Меморек. – Это один из самых важных отделов Запоминающего устройства. Когда микропроцессор хочет записать или считать информацию, сначала посылается АДРЕС по АДРЕСНОЙ МАГИСТРАЛИ. Потом он же дает разрешение пользоваться им, а через мгновение указывает, следует считать информацию из ЗУ или записать ее.

– Да, помню, – отозвался Каролек. – Кажется, и разрешение пользоваться адресом, и известие о том, каково направление передачи информации посылаются по специальным дорогам Управляющей магистрали по так называемым Линиям.

– У тебя отличная память, – похвалил Меморек. – Вижу, нам не трудно будет с тобой договориться. А теперь слушай внимательно. Когда приходит разрешение на адрес, мой коллега Селекторек вызывает адресную бригаду. Состоящая из специально подготовленных микроников, она получает адрес, и в помещении, называемом декодером, определяет, о какой ячейке идет речь. Давай посмотрим, как это происходит.

Они вошли в помещение, в котором все находилось в напряженном движении: попали в момент, когда адресная бригада получила адрес. Каролек внимательно следил за тем, что происходит. Сначала микроники ловко поделили адрес. Половину шариков передвинули на одну сторону, а половину – на другую. Первая часть шариков попала на пост с надписью «КОЛОННЫЙ ДЕШИФРАТОР», а вторая часть – на пост «СТРОЧНЫЙ ДЕШИФРАТОР».

– Смотри, Каролек. Первая часть декодирования закончена, – отозвался Меморек.

– А что такое декодирование?

– Декодирование – это расшифровка. В данном случае она указывает, о каком адресе идет речь. Ты, наверное, знаешь, что адрес – число, записанное в двоичной системе, только роль цифр 0 и 1 у нас играют разные цветные шарики. Адрес, присланный микропроцессором, состоит из шестнадцати шариков, т. е. из шестнадцати цифр 1 или 0. Наибольшее число, которое можно записать с помощью цифр двоичной системы, составляет 65536 по привычной для тебя десятичной системе. Если бы все ячейки памяти были уложены одна за другой, число, считанное непосредственно с адреса, определяло бы очередной номер ячейки памяти. Но это неудобно микроникам, занимающимся считыванием и записью информации, приходилось бы преодолевать длинный путь до ячейки с большим порядковым номером. Тогда домик памяти был бы очень длинным и узким. Понимаешь? – спросил Меморек.

– Вроде, понимаю, но что тогда делать? – Каролек вопросительно посмотрел на микроника.

А вот что. Надо не устанавливать ячейки в одну линию, а размещать в квадрате. Тогда размер стороны квадрата составит 256.

– Только? – мальчик был явно удивлен.

– А больше и не надо, – сказал микроник. – Ведь 256 × 256 будет 65536. Не веришь – посчитай сам.

Каролек очень долго молча считал: правильно! Меморек, улыбнувшись, продолжал:

– Поскольку ячейки уложены в квадрат, чтобы найти нужную ячейку, достаточно указать, в каком ряду и в какой колонке она находится.

– Так поэтому здесь два поста: СТРОЧНЫЙ ДЕШИФРАТОР и КОЛОННЫЙ ДЕШИФРАТОР? – прервал мальчик, а когда его собеседник утвердительно кивнул головой, задал следующий вопрос: – И все-таки я не совсем понимаю, почему происходит деление адреса и в каждый дешифратор попадает восемь шариков. Не мало ли?

– Деление адреса делается потому, что нужно определить номер как строки, так и колонки. Для определения каждого из этих номеров нужны только восемь шариков, потому что с помощью восьми цифр двоичной системы самое большое из записываемых чисел составит 256.

– Ловко придумали… Мне нравится!

– Я рад, что ты действительно понимаешь, – сказал Меморек. – А теперь пойдем посмотрим на ячейки памяти.

Они вошли в большое помещение, напоминающее огромную шахматную доску с 256 строками и таким же количеством колонок. На каждой «клетке» этой объемной «шахматной доски» стоял прозрачный контейнер с шариком. Вдруг к одному из них деловито подбежал микроник, открыл дверцу, и изнутри стали выкатываться одноцветные шарики и, толкаясь, направляться к двери в углу зала.

– Что это? – спросил мальчик.

– Считывание из памяти, – ответил микроник. – Адрес, декодирование которого ты только что видел, указал именно на эту ячейку памяти. Одновременно поступила и команда считывания, потому-то микроник из обслуживающего персонала памяти открыл дверцу контейнера, и шарики направились в микропроцессор.

– Меморек, здесь что-то не так. Ведь в каждом контейнере лежит только один шарик, откуда же здесь их столько взялось?

– Если присмотришься повнимательнее, увидишь, что к каждому контейнеру снизу подведены две трубы, соединенные с дорогами снабжения. Пока не идет операция записи, одна труба открыта, а вторая закрыта. В момент считывания, когда дежурный микроник открывает дверь контейнера, шарик выкатывается, а его место занимает новый из трубы снабжения.

– Теперь понятно, – сказал Каролек. – А как информация записывается?

– Сейчас увидишь. До момента получения адреса и его декодирования все происходит так же, как при считывании. Когда же поступает требование записать данные в память, микропроцессор присылает по линии данных шарики определенного цвета. Тогда микроник, обслуживающий память, освобождает контейнер, выпускает собравшиеся там шарики. Затем открывает трубу снабжения такого же цвета, как шарики, присланные микропроцессором. Вот и все, запись сделана. А теперь я оставлю тебя, посмотри, как работает Запоминающее устройство. Мне пора на работу. До свидания!

Каролек, хотя еще и не все понял, был счастлив. Он забыл про ушибленное колено, о стертых локтях. Помог ему в этом приятель, с которым мальчик так хорошо провел время.