Как работает компьютер
Как работает компьютер — бесплатная интерактивная симуляция из StudyFi Lab. Работает прямо в браузере, без регистрации и установки.
Двоичные числа и маленький процессор, выполняющий команды
Эксперименты
Двоичные числа
Компьютер хранит числа в виде битов 0 и 1. У каждого бита свой вес — степень двойки: 128, 64, … 2, 1, — а число равно сумме весов включённых битов. Шестнадцатеричная запись выражает каждые 4 бита одной цифрой 0–F, восьмеричная — каждые 3 бита. В дополнительном коде старший бит имеет отрицательный вес −128, поэтому 11111111 означает −1.
Попробуй: Включи все 8 битов (255), переключись на дополнительный код и посмотри, как 255 превращается в −1.
Двоичное сложение
Числа складываются столбиком справа налево, как на бумаге, только 1 + 1 = 10: пишем 0 и переносим 1 в следующий разряд. Если перенос выходит за 8-й бит, результат не помещается в 8 бит — это переполнение. Вычитание a − b компьютер выполняет как a + (инвертированное b) + 1, то есть прибавляет дополнительный код.
Попробуй: Задай 200 + 100 и пройди по шагам: перенос выпадает слева, и результат всего 44. Потом попробуй вычитание 5 − 12.
Крошечный процессор
Программа и данные лежат в одной и той же памяти RAM. Процессор повторяет три шага: fetch — копирует байт по адресу из счётчика команд PC в регистр команд IR и увеличивает PC; decode — устройство управления распознаёт команду; execute — выполняет её, например A ← A + B. Старшие 4 бита байта — код операции, младшие 4 — адрес или число. JZ выполняет переход, только если флаг Z = 1 (последний результат был нулём).
Попробуй: Запусти программу «Умножение», затем измени ячейку 14 с 4 на 5 и проверь, что вывод заканчивается на 15.
Частые вопросы
Что такое «Как работает компьютер»?
Как работает компьютер — бесплатная интерактивная симуляция из StudyFi Lab. Работает прямо в браузере, без регистрации и установки. Двоичные числа и маленький процессор, выполняющий команды
Приложение «Как работает компьютер» бесплатное?
Да. Приложение «Как работает компьютер» полностью бесплатное. Оно работает в браузере на компьютере, планшете и телефоне, аккаунт не нужен.
Что можно изучить в приложении «Как работает компьютер»?
Двоичные числа, Двоичное сложение, Крошечный процессор.
Что показывает эксперимент «Двоичные числа»?
Компьютер хранит числа в виде битов 0 и 1. У каждого бита свой вес — степень двойки: 128, 64, … 2, 1, — а число равно сумме весов включённых битов. Шестнадцатеричная запись выражает каждые 4 бита одной цифрой 0–F, восьмеричная — каждые 3 бита. В дополнительном коде старший бит имеет отрицательный вес −128, поэтому 11111111 означает −1.
Что показывает эксперимент «Двоичное сложение»?
Числа складываются столбиком справа налево, как на бумаге, только 1 + 1 = 10: пишем 0 и переносим 1 в следующий разряд. Если перенос выходит за 8-й бит, результат не помещается в 8 бит — это переполнение. Вычитание a − b компьютер выполняет как a + (инвертированное b) + 1, то есть прибавляет дополнительный код.
Готовишься к контрольной?
Загрузи свои конспекты, и StudyFi превратит их в карточки, тесты и подкасты.