Искусственные языки

Всем хорошо известно, что лучшим средством выражения мыслей и способом описания всего того, что происходит в мире, является наш разговорный язык. Однако существует ряд понятий и предметов, рассказать о которых более удобно на специальном, искусственно придуманном языке. Примерами такого языка являются: нотный язык музыки, язык расположения шахматных фигур, телеграфный язык азбуки Морзе, язык химических формул и др. Применение нужного языка зависит от того, что предстоит описать — простую житейскую ситуацию, устройство электронного аппарата или состав вещества. В первом случае удобен обычный разговорный язык, во втором — язык электрических схем, в третьем — язык химических формул.

Чтобы ознакомиться с работой микропроцессора, собрать микроЭВМ и научиться писать для нее программы, необходимо освоить несколько искусственных языков. Прежде всего язык схем (структурных, принципиальных и монтажных), с помощью которых описывают электрические цепи, соединяющие электронные элементы. Затем — язык временных диаграмм, наглядно отображающих изменение событий с течением времени, и, наконец, язык программирования, на котором пишут программы для микро-ЭВМ.

Поскольку радиолюбители знакомы в общих чертах со схемами и временными диаграммами, то на этих языках останавливаться не будем. Читателям, которые не знают, как рисовать и читать радиоэлектронные схемы и временные диаграммы, рекомендуем ознакомиться с ними по литературе.

Термины

Тому, кто впервые берется за работу с микропроцессорной техникой, прежде всего следует ознакомиться со специальными терминами и сокращениями слов, используемых в этой области. В противном случае чтение литературы по микропроцессорам и микроЭВМ потребует очень больших усилий и времени. На каждой странице могут встретиться непреодолимые трудности, а порой могут возникнуть совершенно неправильные представления о принципе работы и процессах, происходящих в отдельных устройствах этой сложной техники. Трудности будут усугубляться и тем обстоятельством, что в сфере микропроцессорной техники используется много жаргонных терминов с довольно расплывчатой формулировкой, а в специальной технической литературе существует немалая терминологическая путаница.

Неустоявшаяся терминология — явление, характерное для любой новой, быстро развивающейся отрасли техники. Этой участи не избежала и микропроцессорная техника. В ряде книг, у разных авторов, а порой даже у одного и того же автора, можно встретить совершенно разные термины, означающие одно и то же. Не всякий, например, поймет, что эмулятор, имитатор и стимулятор — это названия одной и той же служебной программы микроЭВМ, а термины тетрада, нибла и полубайт — означают четырехразрядное двоичное число.

Такой разнобой и неупорядоченность терминов, а также значительное их количество (более ста) создают известные трудности для неспециалиста в области вычислительной техники, желающего с минимальной затратой сил и времени ликвидировать белое пятно в своих знаниях и подучить хотя бы первоначальные самые общие понятия о существе дела и возможностях практического использования этой техники.

Для ознакомления с терминами целесообразно пользоваться также энциклопедическим словарем юного техника [65].

Черный ящик

Черный ящик — кибернетический термин. Когда кибернетики не хотят или не могут рассказать о работе очень сложного устройства, то они употребляют понятие черный ящик, поясняя при этом только действия, происходящие на его входе и выходе, и умалчивая о внутреннем устройстве и принципе работы устройства.

Понятие черного ящика кибернетики заимствовали от иллюзионистов, которые выносят на сцену волшебный ящик черного цвета, закладывают в его входное отверстие какой-либо предмет (например, часы), а на выходе получают другой предмет (например, букет цветов). При этом зрителю совершенно неясно, что находится внутри черного ящика и как происходит волшебное превращение одного предмета в другой. Однако, если зритель посетит несколько представлений иллюзиониста, превращающего с помощью черного ящика часы в букет цветов, то при каждом последующем посещении зритель уже сможет предсказать поведение черного ящика, то есть угадать, какой предмет появится на его выходе, если такой-то предмет заложить в его вход. Вот этой особенностью черного ящика и пользуются кибернетики, физики и специалисты других отраслей знаний. Используют ее и при изучении микропроцессорной техники.

Взять, например, логическую микросхему типа К.155ЛАЗ (четыре 2И—НЕ, рис. 10). Достаточно провести с ней несколько экспериментов, чтобы убедиться в том, что уровень логического напряжения на выходах 3, 6, 8 и 11 будет равен нулю, если на входы 1, 2 или 4, 5, а также 9, 10 или 12, 13 подавать напряжение уровня логической единицы. А какое устройство имеет схема К155ЛАЗ, из каких элементов она состоит и как эти элементы соединены — нам часто бывает безразлично.

При рассмотрении действий логических элементов в виде домиков (рис. 12—14) можно, например, также пренебречь вопросом о том, как единички превращаются в нулики при входе в домик типа НЕ.

Нам это неважно. Нам нужно только знать результат, следствие, закон преобразования элемента НЕ, а причины, по которым единички превращаются в нулики, должны больше интересовать того, кто конструирует элемент НЕ.

На практике большинство интегральных микросхем вычислительной техники, как и сам микропроцессор, можно рассматривать как черный ящик, позволяющий предсказывать, что будет на его выходе, если совершать то или иное действие на входе, пренебрегая при этом знанием очень сложного внутреннего устройства.