Текст книги "В Стране Микроников, или Секреты компьютера"
Автор книги: Мирослав Томаля
сообщить о нарушении
Текущая страница: 7 (всего у книги 7 страниц)
19. Дисплей
– Ну, и как, ребята? Довольны ли вы экскурсией в Винчестер? – спросил профессор Таймер.
– Да! Конечно! – воскликнули мальчики, стараясь перекричать друг друга.
– Раз уж вы попали в наше государство, – изрек за их спинами Хардек, – советую вам посетить дисплей. Этого-то уж, безусловно, нет в Царстве Зета Восьмидесятого!
* * *
– Профессор, – шепнул Каролек, – почему Хардек сказал, что этот дисплей – иной, чем в вашем компьютере? Значит, у них лучше?
– Гм… Наверное. Он просто более современный. В компьютерах разные дисплеи. Их можно разделить на буквенно-цифровые, то есть высвечивающие только текст, и графические, воспроизводящие чертежи. Есть дисплеи, исполняющие обе эти операции. Тот, который мы сейчас посетим – именно такой, а в нашем царстве дисплей буквенно-цифровой.
* * *
– Ой, профессор! Куда мы забрели? – заволновался Петрек. – Наверное, мы опять заблудились. Это вовсе не дисплей, а вроде бы отдельный компьютер!
– Отчасти ты прав, – спокойно сказал Адек. – Мы действительно попали в компьютер, но специализированный.
– Специализированный? На чем?
– На обслуживании дисплея. Электроники называют его видеокартой или по другому – картой графического контролера. Если вы внимательно оглядитесь вокруг, то найдете здесь все типовые части компьютерного государства: Район Запоминающего Устройства с произвольной выборкой и Постоянного Запоминающего Устройства, Порты, Магистрали и Дворец Микропроцессора. Но данный микропроцессор построен иначе, чем остальные. И задачи у него тоже иные. Он предназначен для обслуживания изображения, поэтому его называют видеопроцессором.
– Не называется ли, случайно, этот графический компьютер «Геркулес»? – неожиданно спросил Каролек.
– Да, но откуда ты знаешь? – удивился профессор.
– Папа часто употреблял это название, вот оно мне вспомнилось.
– А почему он так странно называется? – Петрек как обычно вставил свое слово.
– Видимо, его конструкторы хотели подчеркнуть, что он такой «сильный», как мифический герой, – смеясь ответил Адек.
– Смотрите! – вскричал Каролек. – Какой-то микроник бежит к нам.
– От всей души приветствую дорогих гостей, – сказал запыхавшийся пришелец. – Меня зовут Скринек. Хардек известил нас о вашем посещении. Моя повелительница, принцесса Моторола, приглашает вас во дворец. Надеюсь, вы не огорчите ее отказом.
Друзья вежливо поблагодарили за приглашение и через минуту стояли перед дворцом с надписью:
ВИДЕОПРОЦЕССОР
Резиденция Моторолы 6845
Принцесса оказалась очень приветливой. Она расспросила мальчиков об их приключениях, а потом повела по своему дворцу Ребята проходили через многие и схожие друг на друга помещения так быстро, что запоминали лишь немногое из объяснений принцессы. Впечатление у них было такое, что резиденция Моторолы 6845 куда более сложная, нежели Дворец Зета Восьмидесятого. Они так устали, что с удовольствием приняли приглашение отдохнуть перед дальнейшей дорогой. А когда сели в удобные кресла Каролек спросил:
– Мы уже слышали, что этот дисплей может высвечивать и тексты, и чертежи. Как это происходит?
– Дисплей, а вместе с ним и все наше графическое княжество, работает в двух режимах: текстовом и графическом. Какой из них реализовать, решает главный компьютер. Мы лишь выполняем его команды. Функционирование в текстовом режиме очень похоже на работу мозаичного печатающего устройства. Из главного компьютера приходит только общая информация, то есть код текстового знака по таблице кодов ASCII и его положение на экране. Весь текстовой экран поделен на 25 строк, а в каждой строке можно поместить 80 знаков.
– Значит, номер строки и номер знака в строке определяют его положение? – догадался Петрек.
– Да. В нашем запоминающем устройстве с произвольной выборкой есть специальная область, занимающая 80 × 25, то есть 2000 двухбайтовых ячеек, и предназначенная для хранения кодов. Мы называем ее памятью экрана. Вам она напомнит листок бумаги в клетку, имеющий 80 × 25 клеток. Каждая клетка разделена на две части: одна служит для хранения кода ASCII а вторая для так называемого атрибута знака…
– Что такое атрибут? – спросил Петрек.
– Сейчас я тебе объясню, – опередил принцессу Каролек.
– Атрибут информирует о том, как должен высвечиваться знак, например, должен ли он мерцать, быть светлым на темном фоне или наоборот, надо знак подчеркнуть или нет и т. п.
– Ну, хорошо, – оказал Петрек. – Я понимаю, главный компьютер высылает код знака с каким-то атрибутом, и эта информация помещается в соответствующую «клетку» памяти экрана. Но что вызывает высвечивание знака?
– В принципе названной операции достаточно, так как существует специальная бригада микроников, которая постоянно просматривает память экрана. Микроники берут соответствующую матрицу знака из Района постоянного запоминающего устройства и пересылают дальше. Другая бригада на основе присланных матриц создает шаблоны очередных линий и пересылает их в пушку кинескопа.
– Значит для полного заполнения экрана нужно 25 линий? – опросил Каролек.
– Нет, этого мало. Линий нужно 350: одна строка текстового экрана требует 14. Из стольких же состоит матрица каждого знака. А в каждой линии есть место для 9 точек. Это, как легко подсчитать, в одной линии экрана 720 точек (80 × 9).
– Понимаю! – обрадовался мальчик. – Весь экран состоит из 350 линий по 720 точек в каждой. Папа когда-то сказал, что именно такова разделяющая способность «Геркулеса». Теперь я знаю, что это значит.
– Я тоже понял, – похвастался Петрек. – При работе в графическом режиме берут другие матрицы – не с печатными знаками, а с чертежами?
– К сожалению, ты ошибся, – вмешался профессор Таймер. – Спешишь высказаться. Если бы ты хорошенько подумал, то пришел бы к выводу, что в таком случае понадобилось бы очень много матриц, примерно 1038.
– Фи, всего лишь!
– Сам не знаешь, что говоришь, – отчитал друга Каролек. – Ведь это невообразимо огромное число. Подожди, я прикину… Вот. Представим, что матрица занимает только 1 мм2 поверхности и имеет толщину 0.61 мм. Какой же понадобится шар, чтобы упаковать в него 1038 матриц?
– Держу пари, что радиусом не больше двух метров, – самоуверенно ответил Петрек.
– И проиграешь пари! Здесь надо не предполагать, а считать. А подсчеты говорить, что радиус такого шара составит более 620 тысяч километров. Представляешь? Это почти двукратное расстояние от Земли до Луны!
– Невероятно, – прошептал пристыженный Петрек. – Но тогда, как же чертят на экране?
– Нужно только расширить память экрана так, чтобы каждая его точка имела свой аналог в памяти, – вступил в разговор профессор. – Сколько таких точек? 350 на 720, то есть 252 тысячи. Если одной точке будет соответствовать один бит, то на запоминание изображения потребуется примерно 32 килобайта памяти.
– Но ведь это не много. Видимо, при такой емкости памяти можно запомнить только черно-белое изображение, – заметил Каролек. – Ведь для запоминания одной точки используется только один бит, а бит, как известно, может иметь только два значения: 0 и 1.
– Ты прав, графическое княжество «Геркулес» занимается только так называемой монохроматической то есть одноцветной графикой, – сказала Моторола. – Цветное изображение можно запомнить лишь тогда, когда на одну точку требуется один байт, а не один бит. При таком условии одна точка получается в 256 разных цветах.
– А как возникает изображение на экране?
– Думаю, это вы должны увидеть сами. Скринек заведет вас в Пушку Кинескопа – закончила принцесса.
* * *
Пушка была установлена на поворотной подставке. Королек с Петреком молча наблюдали за ее работой. Пушка, сделав серию выстрелов в одну определенную точку, чуть поворачивалась и стреляла снова. Такие повороты повторялись многократно. Но в какой-то момент пушка резко повернулась в противоположном направлении на большой угол, дуло ее несколько снизилось, и снова началась стрельба по «мишени».
– Насколько я понимаю, – сказал Каролек Скринеку, – происходит заполнение очередных линий экрана, пушка меняет линию. Поэтому пушка быстро возвращается и снижает дуло.
– А после заполнения 350 линий, наверное, пушка вернется в левый верхний угол экрана, – догадался Петрек.
– Вижу, вы хорошо во всем разбираетесь, – похвалил мальчиков Скринек. – Я хотел бы только обратить ваше внимание, что на этом этапе, который мы наблюдаем, уже безразлично, в каком режиме работает графическая карта.
Тем временем пушка внезапно остановилась. Экран еще мгновение светился, после чего стал совсем темным.
– Что случилось? – спросили перепуганные мальчики.
– Ничего страшного, – успокоил их Скринек. – Видимо, где-то прервалась соединение с графической картой. Наберитесь терпения…
20. Прощание со Страной Микроников
– Каролек, Петрек! Где вы? – прозвучал знакомый голос.
– Здесь, мама, здесь, – неуверенным голосом отщепил Каролек.
Отзвуки приближающихся шагов вдруг прекратились, и почти в этот же момент мальчиков ослепил яркий свет.
– Почему у вас такое странное выражение лица? Опять что-то натворили? – спросила мама, осматривая все вокруг.
Захваченные врасплох ребята переглянулись. Откуда взялась мама внутри испорченного монитора?! Ведь они помнили, что вместе с Аденом, профессором Таймером и сопровождающим их Скринеком осматривали монитор. Потом произошла авария, и наступило долгое ожидание. Такое Долгое, что они в конце концов уснули. А теперь мама… И куда пропали их приятели? Слишком много загадок! Вдруг Петрек охнул…
– Что случилось? – перепугался Каролек.
– Посмотри, – с трудом выговорил Петрек.
Каролек посмотрел в указанном направлении. Рядом с ними, на письменном столе стоял… компьютер! Уму непостижимо! Они находились дома у Каролека, в отцовском рабочем кабинете. Мальчик еще не пришел в себя от удивления, когда за спиной услышал голос папы.
– Что вы здесь делаете?
В ответ наступило молчание. Папа подошел к компьютеру.
– Что произошло? Почему экран темный? – спросил он, внимательно осматривая аппаратуру. – Разумеется… Вопрос ясен. Ребята, кто из вас отключил видеокабель от компьютера?
Что было потом, лучше не говорить. Папа сильно разнервничался, когда оказалось, что авария более серьезна, чем он думал. Компьютер пришлось отдать в ремонт. Папа был убежден, что виновниками были мальчики и категорически запретил им пользоваться аппаратом.
Ребята загрустили. Каролек обиделся на папу, что тот не поверил их заверениям о непричастности к этой аварии. Жаль им было также путешествий по стране микроников. Но запрет есть запрет.
Однажды Петрек прибежал к Каролеку и уже с порога радостно закричал:
– Слушай! Это тебя определенно заинтересует. Смотри, у меня есть книга о компьютерах!
– Покажи!
Мальчики сели рядом. Каролек открыл книгу и начал читать:
– Счетные машины давно восхищали людей. Существовало много проектов таких машин, чаще всего нереальных. Делались также попытки сконструировать счетные устройства. Сначала они были механическими. Еще в XVII веке известный математик и физик Блез Паскаль сконструировал первый известный калькулятор. Триста лет спустя английский математик Чарльз Бэббидж усовершенствовал и развил идею Паскаля…
– Смотри, какие у твоего английского тезки заслуги в развитии компьютеров, – заметил Петрек.
– Не мешай, – попросил Каролек. – Слушай дальше! Машина Бэббиджа никогда не была достроена. Ее части хранятся в Кенсингтонском музее в Лондоне… Лишь в XX веке, во второй его половине, появились условия для создания современных компьютеров. Новые машины работали на совершенно ином принципе, нежели машины Паскаля и Бэббиджа. Началась эра электроники.
– Почему они здесь пишут, «эра электроники», а не «эра микроников»? – опять прервал чтение Петрек.
– Потому что взрослые ничего не знают об их существовании. Только нам удалось с ними встретиться. Вспомни слова микроника: «Люди иначе представляют себе действие компьютера», – ответил Каролек.
– А как?
– Точно не знаю, но если прочитаем эту книгу, наверное узнаем.
– Тогда за дело!
– Хорошо. Современный компьютер состоит из микропроцессора, операционного запоминающего устройства с произвольной выборкой, постоянного запоминающего устройства и портов, которые обеспечивают коммуникацию его с периферийными устройствами и другими компьютерами. Кроме того, у каждого компьютера есть монитор и клавиатура. Большинство ЭВМ имеет так называемое массовое запоминающее устройство. Это чаще всего гибкие или жесткие диски, винчестеры…
– Наконец что-то знакомое! – вскричал Петрек. – Это устройство, где управляет Хардек.
– Не горячись. Читаю дальше!.. Отдельные части компьютера соединяются компьютерными магистралями. Три из них главные: адресная, магистраль данных и управляющая. Каждая состоит из ряда тончайших медных дорожек, выполненных в технике печатных схем. Дорожки идут к началу интегральных схем (то есть к микропроцессору, схемам запоминающих устройств и т. п.)…
– Это те многополоcные автострады, по которым мы ходили?
– Думаю, да, – ответил Каролек. – Правда, я не заметил, из чего они сделаны, из меди или другого материала. Слушай дальше. Компьютеры работают на основе двоичной системы счисления. В ней две цифры: нуль и единица. Применение двоичной, или бинарной, системы счисления позволило создать электронно-вычислительную машину, так как цифры нуль и единица легко «переводятся на язык электроники». Цифре нуль отвечает прохождение электрического тока низкого напряжения, а единице соответствует так высокого напряжения. Разумеется, понятие высокого и низкого напряжения электрического тока – условное. Чаще всего это отвечает напряжениям около 1 В и около 5 В. В профессиональной терминологии употребляются также определения: уровень (состояние) низкое или высокое…
– Ой! Наверно пуль и единица – разные шарики, – заметил Каролек.
– Конечно, – сказал Петрек. – Белый шарик – единица, а черный – нуль. Но в нашем мире действуют иные законы, чем в компьютерных государствах, иные размеры сооружений, иначе течет время…
– Ты прав, – прервал друга Каролек. – Ведь наша неволя у Гаммонидов длилась очень долго, наверное, несколько недель, а на Земле прошло всего лишь несколько минут. Может быть, и явление электрического тока в их мире выглядит иначе, чем в нашем?
– Таким образом электрический так переносит информацию, – продолжал читать Каролек. – Наименьшая единица информации – бит.
Он отвечает одной цифре двоичной системы. Восемь битов образуют байт. В свою очередь, байты группируют в большие единицы: килобайты (кБ), мегабайты (МБ) и гигабайты (ГБ). Один килобайт – 1024 байта, мегабайт состоит из 1024 кБ и, соответственно, гигабайт – 1024 мегабайта. Этими единицами пользуются указывая емкость операционного или дискового запоминающего устройства…
– Это мы уже знаем, – прокомментировал Петрек. – Я не слышал только о мегабайтах и гигабайтах. Но понять принцип образования большей единицы информации просто: каждая следующая в 1024 раза больше чем предыдущая. Читай дальше.
– … Бурное развитие компьютерной техники стало возможным тогда, когда появились интегральные схемы. Эти маленькие кремниевые пластины полностью изменили картину мира. Люди довольно быстро научились «упаковывать» все больше микроскопических транзисторов в одну интегральную схему. Вскоре была разработана технология интегральных схем с большой степенью интеграции, что позволило конструировать системы памяти и микропроцессоры.
Микропроцессор – это сердце каждой современной ЭВМ. Его задача – производить расчеты, управлять потоками данных, а во многих случаях – и управлять внешними устройствами машины. В настоящее время все эти вспомогательные функции стали брать на себя специализированные микропроцессоры. Называются они по-разному, в зависимости от исполняемой роли. Например, микропроцессор, занимающийся обслуживанием монитора, называется видеопроцессором, а тот, который контролирует работу дискового устройства, называется контролером дисков…
– Погоди, погоди… Мы там недавно были, – вспомнил Петрек. – Дворец принцессы Моторолы называется видеопроцессорам.
– Разумеется, ведь графическое княжество Геркулес, которым она правила, ответственно за работу монитора, – добавил Каролек. – Помнишь, что говорил Хардек…
– Да, да, помню, – улыбнулся довольный собой Петрек. – Он говорил тогда о контролере дисков, но я был так поглощен всем увиденным, что попросту не обратил на это внимание, – признался он честно.
– Видишь! Впрочем, неважно, меня интересует нечто иное. Когда я путешествовал с Битеком, то задумался над дорогами снабжения. Это были две линии, дорожки, по которым всегда катились шарики одного цвета. По одной – только белые, а по другой – только черные. Битек говорил, что они соединяют центральный оклад. шариков с частями компьютерного государства. Интересно, чем те дороги являются в действительности, и как люди называют тот склад?
– Попробуем поискать в книге, – предложил Петрек. – Каролек! Смотри! – крикнул. – Это, наверное, то, о чем ты говоришь.
– Ага, – обрадовался Каролек, внимательно присмотревшись к рисунку. – Прочитай, что там написано!
– …Как говорилось выше, компьютер работает благодаря прохождению электрического тока, что предполагает источник питания. И поэтому каждая ЭВМ снабжена блоком питания, преобразующим ток сети напряжением 220 В в ток с двумя напряжениями – 1 В и 5 В. Блок питания играет еще и роль стабилизатора, чтобы обеспечить максимально устойчивые условия работы компьютера. Блок питания подает ток двух основных напряжений по специальным линиям питания к каждой (Интегральной схеме в компьютере… Вот и ответ, – заключил Петрек.
* * *
Ребята еще долго читали книгу. Они узнали много нового и интересного. Когда чтение закончили, решили что и впредь постараются не пропускать занимательных рассказов о компьютерах, решать посильные для себя задачи, быть в курсе всего, что так или иначе связано с электронно-вычислительными машинами. О новых приключениях мальчиков вы узнаете вскоре из следующего «компьютерного» цикла.
