Изобретатель, выкладывающий свои творения на YouTube под ником Shadowman39, построил полностью функционирующий 8-битный механический компьютер из пластикового конструктора K'NEX, который часто сравнивают с Lego Technics. И это не просто красивая конструкция — компьютер, а точнее, калькулятор, реально выполняет арифметические вычисления.
В основе этого творения — арифметико-логическое устройство (АЛУ). В вычислительной технике АЛУ — это часть процессора, которая выполняет базовые операции, такие как сложение.
Версия от Shadowman39, сделанная полностью из стержней, коннекторов и шестеренок из набора K'NEX, способна обрабатывать числа от 0 до 255 или от −128 до 127 в знаковом двоичном режиме. Для хранения значений используются механические регистры. Каждый регистр состоит из ряда рычагов, положение которых означает двоичную 1 или 0.
Чтобы воспользоваться машиной, нужно вручную установить рычаги для ввода двух чисел. Затем система реечных приводов приводит в действие вычислитель. Машина выполняет математические вычисления и выдает конечный результат.
Создание такой машины из пластика — серьезный вызов. K'NEX никогда не предназначался для высокоточного конструирования. Детали гнутся и сгибаются, а соединения со временем могут расшататься. Это одна из причин, по которой мало кто пытается строить такие сложные конструкции. Но Shadowman39 нашел способ сделать так, чтобы все получилось.
Механическое АЛУ имитирует работу логических вентилей в ранних компьютерах. Каждый бит вычислений обрабатывается сетью рычагов и шестеренок, тщательно разработанных для воспроизведения двоичного сложения. Та же реечная система, которая обычно заставляет двигаться игрушечные машинки, здесь используется для приведения в действие последовательности операций. Одна за другой цифры обрабатываются и складываются.
Ранее мы писали о том, как Lego может улучшить математические способности школьников.
