Т-214. Сумматор — представитель рассуждающей электроники. Одна из профессий цифрового сигнала — с его помощью выполняются математические операции, производятся вычисления. При этом используется двоичная система представления чисел вместо привычной десятичной. В десятичной системе есть десять разных цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. При этом дальнейший счёт после девяти, например 9 + 1, сопровождается переходом в следующий разряд 9 + 1 = 10. В двоичной системе всего две цифры 0 и 1, поэтому во второй разряд переходят уже при операции 1 + 1 = 10. То есть двоичное 10 — это наше десятичное 2, десятичное 3 — это двоичное 10 + 1 = 11, десятичное 4 — это двоичное 11 + 1 = 101 и так далее. Запись получается более громоздкой, но зато всего два знака 1 и 0, которые можно отобразить любым электрическим импульсом и паузой, легко выполняя с комбинациями сигналов 1 и 0 множество логических и арифметических операций. Чтобы вместо двоичной системы перейти на десятичную, пришлось бы ввести десять разных по величине импульсов, а это невероятно усложнило бы электронные схемы. Между тем тот факт, что электронная математика работает в двоичной системе, нисколько не мешает нам пользоваться десятичной — сами же электронные схемы мгновенно переводят десятичное число в двоичное или, наоборот, двоичное в десятичное.
Посмотрим, как работает электронная арифметика, на примере простейшего сумматора, выполняющего четыре варианта сложения 1 и 0, а именно: 0 + 0 = 0; 0 + 1 = 1;1 + 0 = 1 и 1 + 1 = 10 (Р-121). В сумматоре четыре логических элемента, первые три операции они выполняют сравнительно легко, с четвёртой сложнее, нужно записать 1 в следующий (второй) разряд, а в первом поставить 0, поскольку при двоичном счёте 1 + 1 = 10. В дело вступает элемент НЕТ (НЕ), который в первых трёх операциях получал на свой вход 0 и, делая всё наоборот, посылал 1 на вход И1, помогая ему во второй и в третьей операциях выдать 1. В операции 1 + 1 у элемента НЕТ (НЕ) на входе наконец появляется 1, и, естественно, он выдаёт 0. Поэтому И1 сработать не может, и в первом разряде появляется нужный 0. Одновременно, получив 1 на оба входа, срабатывает И2 и посылает 1 во второй разряд.
Из подобных рассуждающих (Т-8) блоков собираются очень сложные электронные системы для работы с цифровой информацией, в том числе самая квалифицированная система — микропроцессор. О его способностях косвенно говорит то, что в современном микропроцессоре сотни миллионов и даже миллиарды таких блоков, как сумматор.
Т-215. Шифратор и дешифратор. Построив собственную линию цифровой телеграфной связи, её создатели могут договориться и ввести у себя любую систему кодирования. Например, букву А кодировать двумя импульсами (11), букву Б — тремя (111), букву В — двумя импульсами с паузой между ними (101) и так далее. Но в мире существует несколько стандартов кодировки, ими пользуются в технике связи и в персональных компьютерах. Основа практически всех стандартов восьмибитовый сигнал, то есть байт — различные комбинации из восьми импульсов или пауз. Таких комбинаций может быть 28 = 256, то есть байт может закодировать (снабдить условными обозначениями, кодами) 256 букв, цифр, знаков препинания, вспомогательных команд, например, «перейти на большие буквы» или «стереть». Вы нажимаете нужную клавишу на клавиатуре, особая схема по имени шифратор мгновенно формирует соответствующую восьмибитовую шифровку, и по восьмипроводной линии посылает её дальше. Сырьё для этих шифровок даёт тактовый генератор, из него импульсы тоже по восьмипроводной линии входят в шифратор. Но только в шифратор импульсы входят по всем восьми проводам, а из него выходят лишь по некоторым — в зависимости от того, какая нажата клавиша, какой ей соответствует код.