Текст
ИГОРЬ ТКАЧ0ЫКО
И рычжлитслнмя машина
почти детективная история
С поиском, расследованием
и шифрованными письмами
НОВОСИБИРСКОЕ КНИЖНОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
1987
ББК 84 Р7
Т 48
Ткаченко И. А.
Т 48 Сережка, Вовка, Зина и вычислительная машина.
Новосибирск: Новосибирское книжное издательство,
1987,—104 с., 21 ил.
Прочитав эту книжку, юный читатель познакомится с историей создай» современ-
ной вычислительной техники, с основами н принципами программирования,
„ 4803010102—100 о. о_
I -------------84—87
№143(03)—87
ББК 84 Р7
© Новосибирское книжное издательство, 1987,'
Некоторые необходимые пояснения
Мне самому, наверное, раз сто приходилось читать, как
автор в начале книжки предупреждает, что на самом деле ни-
какой он не автор, а эту историю ему рассказал некто, причем
просил не называть его имени. И, честно говоря, я никогда ни-
чуточки этому не верил.
«Все это ерунда,— думал я.— Сам он все это придумал,
а чтобы придать рассказу больше убедительности, придумал
еще и того, кто ему якобы все это рассказал».
И сейчас я в сложном положении: поверите вы мне или
нет? Ведь мне в самом деле не пришлось ничего выдумывать,
я всего лишь записал то, что рассказали мне Сережка, Вовка
и Зина. Кстати, имена и фамилии настоящие.
А теперь познакомимся с моими героями чуточку по-
ближе.
Сережку я знаю давно и хорошо, он живет в одном
подъезде со мной, этажом выше. А Вовка Семечкин — его
одноклассник и закадычный приятель. Про таких, как они,
говорят, что их водой не разольешь. Если я видел одного,
крадущегося вдоль стены дома с луком и стрелами, то был
совершенно уверен, что где-нибудь в засаде поблизости при-
таился и другой. Не случалось в нашем дворе еще такого
происшествия, участниками или зачинщиками которого не
были бы Сережка и Вовка. Поэтому когда во всем подъезде
гаснет свет, а из соседних квартир выбегают возмущенные
жильцы, я точно знаю, что это Сережка с Вовкой проводят
очередной эксперимент по выяснению природы электричества
или испытывают модель вечного двигателя.
3
И третий непременный участник всех их затей — Зина
Белова. Она принадлежит к той немногочисленной и веселой
породе девчонок, которые игре в куклы предпочитают ла-
занье по деревьям, а лучшей похвалой в свой адрес считают
слова «свой парень». Кому-то может показаться странным,
но это совсем не мешает ей отлично учиться. Даже наоборот.
Два года назад, когда вся троица еще училась в четвер-
том классе, Сережка с Вовкой натянули между двумя тополя-
ми во дворе прочную веревку, а испытывала эту канатную
дорогу Зина, как самая легкая... Снимали ее с помощью по-
жарной машины. Родителям и всем другим заинтересован-
ным лицам ребята объяснили, что проводят тренировки перед
экспедицией на Памир.
Были еще истории с пожарным гидрантом, когда наш
двор превратился в мелкое, но обширное озеро, с лифтом и
самоходной коляской с паровым двигателем, который с оглу-
шительным грохотом взорвался посередине двора, там, где
играют в домино пенсионеры. К счастью, никто не пострадал.
В общем, нашим жильцам есть что вспомнить, скучать им не
приходится. Так что, когда в течение последних двух месяцев
не произошло ничего из ряда вон выходящего, наш дом затих
в тревожном ожидании. Что-то они еще придумают?
Совсем недавно я встретил всю троицу у нашего подъез-
да. В руках у ребят были толстые пачки перфорированной
бумаги, а сосредоточенный и таинственный вид их ясно го-
ворил, что они что-то затевают.
— Что это у вас? — спросил я.
—- Распечатки,— сказала Зина.
— Какие распечатки?
— Распечатки программ для вычислительной машины,—
увидев мое изумление, пояснил Сережка.
— И давно вы занимаетесь вычислительной техникой?
— Давно. Месяца два, пожалуй.
— А с чего это вдруг? — продолжал я расспросы.
Ребята переглянулись, словно сомневаясь, стоит ли меня
посвящать в свои дела.
— Была одна история,— сказала наконец Зина...
4
Мне было очень интересно, с чего все началось, и я
пригласил ребят в гости. Вечером они пришли. Я подливал
им чаю, угощал клубничным вареньем, а они рассказывали.
Если быть точным, то рассказывал Сережка, а Вовка и Зина
добавляли, но потом, освоившись в незнакомой обстановке,
разговорились и они.
В результате я лишился полугодовых запасов варенья,
зато узнал историю, которую и предлагаю вашему вниманию.
1^',
1. Больной вопрос, или Чем я похож на Гамлета
— Сколько будет дважды два?
— Это мы сейчас посчитаем.
Вовка Семечкин, 6«а».
Сначала мы не знали ничего, ну просто ровным счетом
ничего, потом думали, что знаем все, а оказалось, что знаем
только половину и то на троечку с большой натяжкой. Это
выяснилось на классном часе. А началось все гораздо раньше,
задолго до классного часа, и до «Приключения в пещере»,
и до того как в моем, Вовкином и Зинином почтовых ящиках
в один и тот же день обнаружились совершенно одинаковые
конверты без обратного адреса. А в конвертах этих — шифро-
ванные записки, которые на самом деле не записки, а части
одного письма, расшифровав которое мы узнали, что...
Нет, об этом пока рано.
Лучше все по порядку.
Как-то раз, в один ничем не примечательный день
подъехала к нашей школе ничем не примечательная грузовая
машина, в кузове которой стояли ничем не примечательные
ящики. Ну ящики и ящики, что может быть интересного в
ящиках? Так мы подумали и на ящики внимания не обратили.
Первоклашки около них вертелись, а нам как-то уже и не
Солидно. Не мелюзга какая-нибудь — шестиклассники. А по-
Хрм по школе слух пронесся: будут у нас делать терминаль-
ный класс, в котором поставят самые настоящие вычисли-
5
тельные машины, и мы на этих настоящих вычислительных
машинах работать будем! В ящиках-то, оказывается, обору-
дование было для нового класса.
С тех пор старшеклассники наши страшно заважничали.
Да и как тут не заважничать: кто на машинах работать будет?
Конечно, они — девятый и десятый класс. Только и разговоров
у них было, что про всякие программы, подпрограммы, опера-
торы, массивы, константы и переменные.
Просто обидно: будто бы и по-русски говорят, а все равно
непонятно. Мы ведь только через два года будем все это
изучать.
Ужасно не люблю ждать. Вам никогда не приходилось
испытывать такого чувства, будто где-то совсем рядом проис-
ходит что-то ужасно интересное, все про это знают, и только
вы ничего не знаете? Бр-р-р. Ужасное чувство, даже хуже,
чем сверлить зубы.
В общем, пришел я домой, сделал уроки и крепко заду-
мался. Несправедливо получается. Как что интересное, Но-
вый год, день рождения или вычислительная машина, так
обязательно ждать приходится. Несправедливо.
Сидел я за столом, перекладывал с места на место книж-
ки, грыз карандаш (есть у меня такая дурная привычка —
карандаши грызть), думал, думал и решил, что все, хватит,
жить так больше невозможно. В самом деле, только и слышно
кругом: ЭВМ! ЭВМ!! ЭВМ!!! Все восторгаются, все всё знают,
и только я один такой — ничегошеньки не знаю.
Самый простой выход: не знаешь сам, спроси у старших.
—- Пап, а пап...
— Что? — папа оторвался от газеты и сразу же сделал
мне замечание: — Не грызи карандаш, сколько раз тебе го-
ворить...
— Как работает ЭВМ?
Папа задумался.
—- ЭВМ? — переспросил он и уверенно ответил: —-
ЭВМ работает хорошо, просто отлично работает. Вот послу-
шай, что пишут: «Тысяча профессий ЭВМ. ЭВМ — очень
полезный вычислительный инструмент для инженера-проекти-
6
1
ТаК например, параметры крыльев для широко-
го Самолета ИЛ-86 были рассчитаны при помощи
научных экспериментах вычислительные машины
еняются для оценки, хранения и обработки информации,
различных датчиков. ЭВМ может управлять
той фрезерных, токарных и других станков, корректи-
Втр-?^б»У; космических кораблей, а также выполнять
Й^/дУугие операции, где требуется более быстрая реак-
ция чем у человека, или нужно производить много вычисле-
‘ЯйЖМечтательно сказал папа,— скорее бы у нас на
'"даррдёпоставили ЭВМ... Да, совсем забыл, мне же позво-
нить надо.
Вот так всегда. Начинает что-нибудь рассказывать, а
потом вдруг вспоминает, что нужно срочно позвонить на
Оврд. Если вечером к нам по часу невозможно дозвониться,
• Дй'рТаздачит, папа звонит на завод или ему звонят оттуда.
— Бабушка, как работает ЭВМ?
-Ж.Ой,. молодцы ребята,— встрепенулась бабушка,—
Хорошо работают. И чего только не понавыдумывали! Вот с
Крго дебе пример брать надо.
> с Бабушка у меня современная, не упускает ни одной пере-
дачи? по телевизору, смотрит все, начиная от «Утренней
'гимнастики» и кончая «Спокойной ночи, малыши». Особенно
увлекается программами «Здоровье» и «Очевидное — неве-
роятное». Так что ЭВМ для нее — передача «Это Вы Мо-
; жеДе».
— Я же про вычислительную машину спрашиваю.
— Это электрическая вычислительная машина, что ли?
— Электронная, бабушка, электронная машина.
— Ну, это все равно. Электроны ведь от электричества
бывают, вот она и работает,— быстро нашлась бабушка,—
так сам Капица рассказывал. А тебе что, к уроку выучить
надо? Нет? Ну тогда включи телевизор.
Телевизор я включил, а там программа «Время»:
«...вступил в строй действующих новый прокатный стан, все
технологические процессы полностью автоматизированы.
Управление и контроль осуществляются с помощью ЭВМ».
Ну просто палочка-выручалочка какая-то!
7
Все-то она умеет, всем-то она помогает, все знает и ничего
не забывает!
Как же люди жили, когда никаких ЭВМ и в помине
не было?!
Окончательно добила меня вырезка из газеты, прикреп-
ленная на стенде около спортзала. «Голы считает ЭВМ».
Это надо же — на стадионе и то ЭВМ!
На классном часе я не выдержал:
—- Ирина Борисовна, расскажите, как вычислительная
машина работает. Пожалуйста.
— Тебя это очень интересует? — спросила классная
руководительница.
— Очень,— сказал я,—- просто больной вопрос. Живем в
век сплошной эвээмизации, а как эта самая ЭВМ работает,
не знаем. Обидно.
— Очень просто она работает,— говорит Вовка Се-
мечкин и протягивает мне свой калькулятор.— Вот, смотри:
нажимаем на два, потом на знак умножения, еще раз на два
и на знак равенства. Видишь — четыре загорелась. Сообра-
жает!
— Сам знаю, что соображает. Получше некоторых.
А как?
- Я же только что показывал. Нажимаешь на два,
потом еще раз на два.
— Да видел я все это! — разозлился я.— А вот откуда
она знает правильный ответ, почему дважды два четыре,
а не семь или десять? Как она находит правильный ответ?
Не знаешь? Вот и я не знаю.
Тише, тише, ребята,— сказала Ирина Борисовна,-
В старших классах вы будете изучать основы программиро-
вания и информатики, тогда про все и узнаете. В школе уже
устанавливают специально для вас машины «Агат».
— Пробьешься к этим машинам, как же. Старшеклас-
сников от них за уши не оттащишь. Это что же, два года
ждать?! Это же триста шестьдесят пять дней умножить на два,
а в каждом дне двадцать четыре часа, а в каждом часе шесть-
десят минут, а в каждой минуте... Не выдержу я столько!
8
— Шестьдесят три миллиона семьдесят две тысячи се-
кунд,— сказала Зина Белова. У нее тоже есть калькулятор.
А Вовка добавил:
— Будь спок, машина не ошибается.
Можно подумать, что мне легче стало оттого, что она не
ошибается.
— Ну, раз ты не можешь столько ждать,— сказала
Ирина Борисовна,— и больной вопрос тебя совсем замучил,
тогда тебе и поручим подготовить к следующему классному
часу доклад про вычислительные машины. Сам разберешься
и нам всем расскажешь...
— Вот так влип,— громовым шепотом посочувствовал
мне Вовка.
— ...а поможет тебе в этом сложном деле Володя Се-
мечкин,— закончила Ирина Борисовна.
Точно как в любимой папиной книжке: «Спасение уто-
пающих — дело рук самих утопающих»!
— Ничего,— сказал Вовка, когда мы шли домой,—
как-нибудь выкарабкаемся. Давай мой калькулятор разберем
и посмотрим, что там внутри. Вдруг там где-нибудь таблица
умножения записана, а? Задаешь ему «дважды два», а он:
«Погодите, граждане, сейчас поищем, где тут у нас умноже-
ние на «два». Нашел, пожалуйста — «четыре!»
Так мы и сделали. Развернули шурупчики на задней
крышке калькулятора, открыли его, а там похожий на шоко-
ладку плоский прямоугольник с ножками, экран, на котором
цифры высвечиваются, несколько блестящих металлических
полосок и все. Никакой таблицы умножения!
— Может быть, она в этой сороконожке записана? —
задумчиво предположил Вовка и вознамерился залезть во
внутренности калькулятора отверткой.
— Нет, так дело не пойдет,— сказал я,— тут нужен
научный подход. Помнишь, как с ракетой получилось?
С ракетой у нас и в самом деле нехорошо получилось.
Сделали мы ее кое-как, наспех, торопились запустить по-
быстрее. И запустили с моего балкона, а она вместо того, что-
бы улететь прямиком в зенит, улетела на балкон пятого этажа,
10
МЛИУЛЯТОР ТОЖЕ ЭВМ только очень маленькая...
долго там крутилась, дымила, плевалась искрами и попутно
сожгла какие-то ящики. Вот тогда дядя Олег с пятого этажа
долго и горячо говорил о том, что главное в любом деле —
научный подход. Примерно то же самое, но в других выраже-
ниях нам втолковывали родители, а им — домоуправ...
Так что при словах «научный подход» Вовка сразу по-
скучнел и домой засобирался. Научный подход не для него, в
нашей компании он признанный экспериментатор.
— Ты научно подходи,— сказал он на прощание,—
потом мне расскажешь, а я сделаю действующую модель.
Пойду пока в футбол поиграю. Там, кстати, тоже научный
подход нужен. Р-раз — удар по мячу, два — пас, три — удар
«сухой лист», четыре — мяч в «девятке»! Счет один — ноль
в нашу пользу!
— Пока не в нашу,— хмуро ответил я.
Я остался, а Вовка ушел — друг называется. Сидел я,
вертел в руках калькулятор, и мыслей у меня в голове было
ровно столько, сколько их в футбольном мяче, который Вов-
ка гонял по двору. Сестра пришла из школы, только пообедала
и сразу за книжку. «Трагедии Шекспира», толстая такая кни-
жища, сестра ее целыми днями читает и восторгается. Она у
меня старшеклассница, неплохая девчонка, хоть и «прирож-
денный гуманитарий», как говорит папа.
— Слушай,— говорю,— вам про вычислительные маши-
ны уже рассказывали?
— М-м-м,— прозвучало в ответ. Это в переводе на че-
ловеческий означало: «не приставай с ерундой, я занята».
— Ты про машины знаешь что-нибудь? — допытывал-
ся я.
— Массивы-переменные-циклы-процедуры-подпрограм-
мы-скука-смертная,— скороговоркой выпалила сестра, не
отрываясь от книги.
— А как машина считает?
— Считает и ладно, это неинтересно. Лучше послушай,
что говорит Гамлет,—она отставила книгу на вытянутой
руке и заунывно произнесла: — «О, дорогая Офелия, я болен
этими числами, я не могу подсчитать свои вздохи».
3 юрово? — спросила она нормальным человеческим
гапосом. го не 3д0р0Во. Твоему Гамлету хватило бы обык-
новенного калькулятора. Сразу видно, что он технически
необразован, ^разован? _ ОСКОрбилась за Гамлета сестра.
„Тоже необразован,—вздохнул я,—точно как Гам-
лет...
2. Штирлиц, Шерлок Холмс, комиссар Мегрэ и я
Не родился еще человек, ко-
торый смог бы так спрятать
конфеты, чтобы я не нашла.
Зина Белова, 6 «а».
Было воскресенье, был дождь и еще были вопросы.
Вопросы мучили меня, а я мучил ими сестру, потому что
больше мучить было некого.
— Лен, а Лен, как считает машина?
— М-м-м.
— Что такое программа?
— М-м-м.
— Кто их вообще придумал, эти вычислительные ма-
шины?
Тот же ответ.
— Откуда берется все новое?
— Люди выдумывают.
Ну, это я и без нее знаю. Ясное дело — выдумывают.
Но вот попробуйте сесть и выдумать что-нибудь новое. Часто
у вас такое получается? То-то же. Если бы все было так про-
сто, то почему же тогда тысячу лет тому назад не было
машин, или телевизора, или хотя бы обыкновенного вело-
сипеда? Ножи были всякие и скребки из кремня, это я точно
вйаю, потом копья деревянные, потом взял кто-то гибкую
ветку, согнул ее в дугу, натянул оленью или какую-нибудь
12
13
еще жилу и получил охотничий лук. А другой взял этот;
лук, приделал к нему приклад — и получился арбалет...
— Ленка! Я понял! Прежде чем сделать что-то новое,
нужно выяснить, что сделали люди до те-
б я ! Вот она — цель! — Я прищурил один глаз, натянул
воображаемый лук и пустил воображаемую стрелу в вообра-;
жаемую цель. Точное попадание, как всегда.
— Да, цель ясна, но средства, старец, средства...
не отрываясь от книги, пробормотала сестра.
Это у нее новое увлечение, Шекспира она уже прочла,
теперь взялась за трагедии Еврипида, был такой очень древ-
ний грек.
— Желание, однако ж, есть, а средства как-нибудь
отыщем,— подражая древнему слогу, пробасил я.
— Слова не мальчика, но мужа,— пробасила в ответ
Ленка.
Немного поразмыслив, я решил работать, как знамени-
тый разведчик Штирлиц, он же Максим Исаев, он же Вя-
чеслав Тихонов, чью фотографию Ленка таскает за обложкой
дневника.
Главное — информация к размышлению. Ее нужно со-
брать, потом, пользуясь дедуктивным методом Шерлока Холм-
са, проанализировать, сделать выводы и выяснить в конце
концов, как работает вычислительная машина.
Я решительно подошел к столу, могучим напряжением
воли наморщил лоб и написал:
Юстас Алексу.
Приступил к сбору информации. На помощь док-
тора Ватсона рассчитывать не приходится, он на
весь день уехал с родителями на дачу. Пока все.
Юстас.
Я сложил на столе из спичек сначала ежика, потом лису,
потом еще какое-то страшилище... Неплохо бы, конечно, су-
нуть в рот трубку, набитую ароматным табаком, и в глу-
бокой задумчивости теребить поседевшую от жизненных ис-
пытаний бороду, но, как известно, борода у шестиклассников
14
,,с растет, а трубку с успехом
„жет заменить карандаш
«Архитектор». Точнее, без вся
h.'„ u iexa, потому что, сколь-
КО я ни грыз карандаш,
информация не появлялась.
Л раз нет информации, то о чем
же размышлять?
Я взял чистый лист бума-
ги и провел посередине жир-
ную вертикальную черту. В
левой колонке написал: «ЧТО
Я ЗНАЮ?», а в правой: «ЧТО
ДОЛЖЕН УЗНАТЬ?»
Что должен узнать, это
понятно, а вот что я знаю?
Первое, что нужно выяс-
нить, это как считали люди
до сих пор. Я стал вспоминать.
В первом классе на уроках
устного счета я считал не в
уме, а на пальцах. Чингачгук,
помнится, завязывал узелки на
веревочках. У Робинзона Кру-
зо тоже был свой способ.
Я достал книгу, полистал. Ну
вот, например: «С тех пор я
каждый день делал на своем
столбе зарубки в виде корот-
кой черточки. Через шесть чер-
точек я делал одну длиннее —
это означало воскресенье; за-
рубки же, обозначающие пер-
вое число . каждого месяца, я
делал еще длиннее. Таким об-
разом я вел счет неделям, ме-
сяцам и годам».
что нужно!
УЗНАТЬ: I
15
Просто, как все гениальное! А как еще можно считать?
Продавцы в некоторых магазинах считают на счетах,
быстро-быстро костяшки перекидывают. Щелк, щелк, щелк:
с вас столько-то, щелк, щелк, щелк, следующий!
Ну, а еще?
Все, кончились мои обширные познания. От карандаша
какой-то жалкий огрызок остался, а в левой колонке всего
четыре сиротливые строчки:
пальцы
узелки на веревочке
зарубки на столбе
счеты
А вот как работает простой кассовый автомат, я не знаю.
Это ведь тоже счетная машина, и автомат для размена монет
тоже... Бросаешь десять копеек, а он тебе три троячка и еще
копейку сдачи — пей газировку на здоровье, хочешь с сиро-
пом, хочешь без. Вовке раз «повезло»: бросил он десять ко-
пеек, а автомат молчит. Ну, Вовка скор на расправу: трахнул
кулаком по автомату, там что-то зазвенело, задребезжало,
и из щелки троячки так струей и посыпались, успевай соби-
рать. Намучились мы с ними, пока нашли, кому их сдать
нужно. Ошибся автомат, так ведь если хорошо стукнуть,
кто угодно ошибиться может. Даже, наверное, ЭВМ.
Подумал я, подумал, повспоминал, ничего больше не
вспомнил, изгрыз карандаш и решил сходить в библиотеку.
Там книг много, может быть, попадется что-нибудь про
вычислительные машины.
Еду в автобусе, а рядом дядя Олег, который с пятого
этажа, с каким-то седым мужчиной разговаривает. У этого
мужчины бородка клинышком, седая шевелюра и еще очки.
Типичный научный сотрудник, каких в кино показывают.
— А что,— говорит седой дяде Олегу,— неплохая ма-
шина получилась, наш АП-32. Десять миллионов в секунду —
это не шутка...
— Вот компилятор и линкер напишем, отгрохаем опера-
ционную систему, не компьютер будет, а конфетка,— отве-
16
2 -45
чает дядя Олег,—все теоретики из-за него передерутся.
У меня, конечно, ушки на макушке (вы не думайте, я С
знаю, что подслушивать нехорошо, а как тут удержаться??
И потом, я не подслушивал вовсе, просто они очень громко го»
ворили). А говорили они про какие-то блоки памяти, какие-то ?
сумматоры, процессоры и системы управления.
— Извините,— попробовал я вклиниться в их разговор
(Штирлиц тоже не упустил бы такого момента),— извините,
если не ошибаюсь, вы про вычислительные машины гово-
рите, да?
— Все верно,— удивленно отвечает седой,— а в чем
дело, юноша?
— У меня доклад про ЭВМ. Компьютер и ЭВМ это
ведь одно и то же, верно? Расскажите, как ваш АП-32
работает.
— Ах, доклад,— седой понимающе кивнул, а дядя Олег
почему-то заулыбался,— хлопотное дело, эти доклады. По
себе знаю. А наш АП-32 — это абсолютно несимметричный
асинхронный арифметический мультипроцессор с аппаратной
реализацией элементарных функций по алгоритму Волдера
и физически разделенной памятью программ и данных...
Слова эти в одно ухо мне влетали, а в другое, ни на мгно-
вение не задержавшись, вылетали. И еще почему-то спать
захотелось. Все, что говорил седой, было, наверное, очень
интересно, но очень уж непонятно.
— И ты, значит, тоже вычислительными машинами
увлекся,— говорит мне дядя Олег, когда седой замолчал,—
Если так, за свой балкон я спокоен. А что,— спохватился
вдруг он,— Вовка и Зина вместе с тобой этим занимаются?
— Пока не очень усердно.
— Зря,— задумчиво сказал дядя Олег,— надо бы их
тоже привлечь как-нибудь. Кстати, а ты уже знаешь, как ра-
ботали предки современных вычислительных машин?
— Цель ясна, средства тоже,— сказал я,— сейчас как
раз в библиотеку направляюсь.
— Сразу видно научный подход,— одобрил дядя Олег.
— Вот только подход пока и видно,— сказал я.
18
з. В глубь истории, или Как считали древние
Как бы ни считали, лишь бы
правильно.
Из бабушкиных высказываний.
Как всегда бывает, в библиотеке на абонементе нужных
книжек не оказалось, и я сидел в читальном зале до тех пор,
пока вежливые тети не напомнили мне, что сегодня воскре-
сенье и библиотека скоро закрывается. Дома я решил при-
вести в порядок выписки из книг, которые мне удалось
сделать. Оказалось, я успел не так уж мало. Только я разло-
жил листочки на столе — Вовка заявляется, запыленный,
со сбитой коленкой и футбольным мячом в руках.
— Мы выиграли,— объявил он с порога,— зря ты не
пошел. Чего это ты бумажками обложился? Выяснил что-
нибудь?
— Бе, бе, бе, говорю я,— ибон-бе. Бе, бе, бе, бе, бе,
ибон-али.
Вовка глаза вытаращил и бочком-бочком к двери от-
ступает.
— Врачу все ясно,— говорит,— перезанимался. Ты вый-
ди на балкон, свежим воздухом подыши, а я потом как-
нибудь зайду. Или лучше «скорую» вызвать?
— Стой,— говорю я,— не пугайся. Это так папуасы
Новой Гвинеи считали. Про это еще знаменитый путешест-
венник Миклухо-Маклай писал,— я взял один из листочков
и прочел:
«...папуас загибает один за другим пальцы руки, причем
издает определенный звук, например: бе, бе, бе...» Досчитав
до пяти, он говорит «ибон-бе» (одна рука). Затем загибает
пальцы другой руки, пока не доходит до «ибон-али» (две
руки). Затем он идет дальше, приговаривая «бе, бе, бе...»,
пока не доходит до «самба-бе и самба-али» (одна нога,
две ноги). Если нужно считать дальше, папуас пользуется
пальцами рук и ног кого-нибудь другого».
19
1
Этот способ счета Вовке здорово понравился. Он каг
стоял, так и свалился на пол, дрыгал в воздухе ногами, хо-
хотал и мычал что-то совершенно невразумительное. Ешл
немного, и «скорую помощь» пришлось бы вызывать для
него.
Наконец, он немного успокоился.
— Представляешь,— сказал Вовка,— вызывают тебя к
доске и предлагают досчитать до сотни. Ты твердишь «бе,
бе, бе», пока не кончатся пальцы на руках, потом разуваешься
и опять долдонишь «бе, бе, бе», а потом: «Подождите, Ирина
Борисовна, я друзей позову, одному мне не справиться».
И друзьям: «Разувайтесь, ребята, займемся арифметикой».
Ты где такой замечательный способ счета откопал, неужто
в библиотеке Миклухо-Маклай есть?
Я объяснил Вовке, что Миклухо-Маклая в библиотеке,
конечно же, нет, зато описанный им замечательный способ
счета попался мне сразу в трех популярных книжках про
вычислительные машины.
— Наверное, авторам этот способ счета тоже очень
понравился,— сказал Вовка,— видно, они большие поклон-
ники Миклухо-Маклая. А что еще интересного нашел?
— Квипу.
Сам ты квипу,— обиделся Вовка.— Чего драз-
нишься?
— Квипу — это перуанские счетные веревки,— объяснил
я.— Они делались из листьев агавы или шерсти. Считали на
них с помощью узелков. Маленький узелок мог означать
единицу, большой пятерку или семерку. Узелки могли быть
двойными (узелок на узелке), тройными и даже четверными.
А чтобы не забыть, что именно считали на квипу, ее выкра-
шивали в какой-нибудь цвет. Например, на красных веревках
считали мешки с зерном, а на синих — овец.
— Развязал узелок — и нет барана,— хмыкнул Вовка.
— А тебе за это р-раз — и голову с плеч долой. На
законном основании.
— Это еще почему?
— Потому что счетные узелки у разных народов счита-
20
у ЖИТЕЛЕЙ ОСТРОВОВ
ТОРРЕСОВА ПРОЛИВА
рыло ВСЕГО Z
Ч И С ЛИ ТЕЛЬНЫХ!
«ПАПУН" - ®
«О к О 3 А * - (2)
дальше считали так;
*0 К 0 3 А - УРАЛ У Я "
"О К О 3 А - ОКО ЗА " (
“ОКО ЗА - О КОЗА -УРАЛУ И"- ®
"ОКО ЗА - ОКОЗА-ОКОЗА" - <в)
А ПРО ВСЕ ОСТАЛЬНЫЕ ЧИСЛА
ГОВОРИЛИ МНОГО.
ОДНАКО ПЕРЕЧИСЛЯЯ 9
РПРЕДвденНРМ ПОРЯДКЕ
НАСти СВОЕГО ТЕЛ А, ОНИ
могли сосчитать до 35
ИСТОРИЯ П А Л b ЦЕВОГО
С ЧЕТА
лись неприкосновенными и священными, а тот, кто завязывал
или развязывал узелки на квипу, не имея на то права, заслу-
живал смерти.
— Ничего себе законы,- пробормотал Вовка и начал
фантазировать.— Плохо же им тогда жилось, древним пе-
руанцам: не выучил урок, поставил тебе-учитель двойку, то
есть веревку выдал с двумя малюсенькими узелочками, а ты
по пути домой завязал на ней еще штуки три... И за это голову
рубить?!
— Так ведь и сейчас тебя никто по головке не погладит,
если переправишь в дневнике двойку на пятерку. Казнить
не казнят, но родителей в школу вызовут обязательно.
— Непонятно, что хуже,— сказал Вовка.— Так что же,
узелки совсем нельзя было развязывать?
— Можно, но только если тот, кто их завязал, разре-
шал тебе это. Когда персидский царь Дарий отправлялся на
войну со скифами, он приказал ионийцам оставаться для
охраны моста через реку Истер и, завязав на ремне шестьде-
сят узлов, вручил его им со словами: «Люди Ионии, возьмите
этот ремень и поступите так, как я скажу вам: как только вы
увидите, что я выступил против скифов, с того дня вы начнете
ежедневно развязывать по одному узлу, и когда найдете,
что дни, обозначенные этими узлами, уже миновали, то
можете отправляться к себе домой».
— Значит, на завоевание скифов он отвел всего два
месяца,— сообразил Вовка.— И что, дождались ионийцы его
возвращения?
— Не знаю, там про это не было написано.
— Жалко,— огорчился Вовка,— интересно все-таки.
«Люди Ионии, возьмите этот ремень...» Слушай! — вос-
кликнул вдруг он.— А выражение «узелок на память»,
наверное, и идет с тех самых пор, когда люди на веревках
считали. Нужно тебе что-нибудь запомнить, берешь носовой
платок и завязываешь узелок, меня так бабушка учила.
А можно и по-другому... Можно зарубку делать, как этот...
помнишь?
— Как Робинзон Крузо? Можно и так, но Робинзон
Т^ГдфсЛИТАТЬ Н> 100
НЗЖНО Ю ЧЕЛОВЕК ИЛИ
±Q0 КАМЕШКОВ
22
Крузо не первый додумался считать по зарубкам, этот спо-
соб был известен за тысячи лет до него и назывался «счетом
на бирках».
— На чем, на чем?
— На бирках, это такие деревянные палочки, на которые
наносились зарубки. Длинная прямая зарубка означала
единицу, косая — пять, крестообразная — десять. Так вели
счет дням, количеству собранного урожая или величине
долга. Дал я, например, тебе шестнадцать мешков пшеницы
в долг, а чтобы не забыть, вырезал на бирке число «шест-
надцать».
Вовка схватил карандаш и нарисовал: X/I.
— Вот сколько ты мне дал.
— А потом бирка раскалывалась на две части так,
чтобы раскол шел по зарубкам. Одну половинку брал долж-
ник, то есть ты, а другую тот, кто дал в долг. Когда прихо-
дило время платежа, мы с тобой встречались и складывали
обе половинки.
— Хитро придумано,— покрутил головой Вовка,— как
только эти древние не считали. Я где-то читал, что
финикийцы для счета применяли обыкновенные камушки, не
зарубки, пальцы и узелки, а камушки. Их везде навалом,
и не нужно для счета отвлекать соплеменников. Но они
камушки как-то по-особому считали, сейчас уже не помню
как. Надо бы найти эту книжку.
А я уже нашел,— сказал я.— Устройство для счета
камушками называлось абак. Это обыкновенная плоская
дощечка, покрытая пылью. Острой палочкой на ней прово-
дились линии, а камушки, размещавшиеся в получившихся
колонках, обозначали числа. Абак придумали финикийцы, а
потом этот способ счета переняли у них другие народы’ и
делали абаки из камня, бронзы и даже слоновой кости.
— Что-то я не пойму, как на этом самом абаке счи-
тают,— сказал Вовка.
— Я- видел рисунок бронзового римского абака. Это»
пластинка с вертикально прорезанными желобками, в кото-
рых передвигались камушки. Внизу помещались камушки
24
для счета до пяти, а в верхней части было специальное от-
деление для камушка, обозначающего «пять».
— Так они пятерками считали,— догадался Вовка,
я все понял: камушки ведь все одинаковые, поэтому и прихо-
дилось делать разные колонки. Когда в вертикальной колонке
было пять камушков, их можно было убрать и положить
один камушек в отделение, где один камушек означает пя-
терку.
— Да, так они и считали. И вот что интересно: в Древнем
Риме абак назывался «калкули». Слово «калкулюс» означает
«галька», «голыш», «камушек». От этого слова произошло
латинское слово «калкулатор», что означает «вычислять».
Так значит абак приходится прапрадедушкой моего
калькулятора! — воскликнул Вовка.— Калкулюс-калкули-
калкул атор-кал ьк ул ятор!
Во всей этой истории мне только одно непонятно,—
Оказал я,— зачем этим древним было огород городить и при-
25
про какои-т.
и японским
камушки бу
крепились нг
думывать всякие абаки, соробаны и суан-паны, если прощ,
на бумаге сложить или перемножить столбиком.
— Нуты сказанул! — Вовка аж подпрыгнул на месте
Ведь бумага-то появилась в Европе только в одиннадцати
веке, нам же про это в школе на истории рассказывали.
пергамент — это слишком дорогая штука, чтобы делать н;
нем черновые расчеты. И потом, попробуй-ка вычислить,
пользуясь римской системой счисления, CXXTV, умноженное
на XXVII. Вот то-то же! А что ты говорил
суаи... как там дальше?
— Суан-пан и соробан. Это китайский
вариант абака. Китайцы догадались заменить
синками, нанизанными на прутики. А прутики
деревянной раме. Эта конструкция и называется суан-пан
В нем, кроме параллельных горизонтальных прутиков с
бусинками, есть еще перпендикулярная им линейка, которая
делит все устройство на две неравные части. Во время работы
суан-пан кладется длинной стороной к считающему, а бусинки
сдвигаются к центру. В большом отделении на каждый прутик
нанизано по пять шариков — сколько пальцев на руках, а в
маленьком по два — по числу рук. А соробан — это то же
самое, только в большом отделении не пять, а четыре
бусинки.
— Если убрать эту линейку, то получатся обыкновен-
ные счеты.
— Убрать линейку и добавить бусинки догадались
только в шестнадцатом веке в России. Поэтому счеты раньше
так и назывались — «русские щоты».
— Это все, конечно, интересно,— задумчиво сказал
Вовка.— Сначала считали на пальцах, потом на зарубках,
узелках и костяшках, но машина-то здесь при чем? Костяшки
можно быстро передвигать, вон как быстро считают на счетах
продавцы, и не уследишь. Но машина-то должна все делать
сама и при этом не ошибаться! А во всех этих устройствах
скорость и правильность счета целиком зависит от считаю-
щего. Напутаешь что-нибудь, и никакой суан-пан не спасет,,
не говоря об абаке. Как машины стали автоматическими?
ci
ЛЬЦАХ
НА КАМНЯХ
линиях
И СОЙСйМ
13£ЕИИИ
F А
и* V* и А ЛИ
И °Лг'|1Ы от I
рдТ А 0 -
ЛОГИЧЕСКИЙ
К
0®'6АЛг,лли одни м КА мнем
ео^ от пяГеРОК отелялись ‘<ЕГТОИ-
млн
Е
Ж
306
§ваявй!
ППИ'”1’"*
Ы1>>
IDHI
СЕЗ<
lyni
ПЯТЕРКИ /
ММСКИЙ А V А К
фр
I
!!
Нйовг.=
аиИИЕЕЧ,
зпаиг>пп
ьэпии;
язиайои
.iriUUiJUii
г поив ап
К А х
26
Вот тут Вовка попал точно в яблочко. Есть у него так<^
свойство — задавать вопросы, которые припирают к степь-
— Прежде чем стать автоматическими, они были н«>.
автоматическими,— уныло сказал я.
— Неавтоматическая машина — это реактивный само,
лет с педальным приводом,— засмеялся Вовка.
— Были самолеты и с педальным приводом,— защи-
щался я.— Сам знаешь. Это уж потом они стали реак-
тивными.
Я замолчал.
— Ну? — поторопил меня Вовка.
— Что «ну»? — вздохнул я.
— Дальше-то что было?
— Ты про самолеты?
— Какие еще самолеты! С вычислительными машинами
дальше что было?
— Не знаю,— признался я.— Дальше библиотека
закрылась, и про автоматические машины я ничего не узнал.
Вовка аж задохнулся от возмущения.
— Что ж ты мне голову морочишь! Я-то сижу здесь,
уши развесил, думаю, что ты уже все знаешь, а ты... Я на
футбол из-за тебя опоздал. Пойдешь играть? — сменил он
гнев на милость.
— Пойду. Делать-то больше нечего.
4. Все началось с колеса.
Все знает только Зинка Бе
лова, у нее мама кандидат наук.
Вовка Семечкин, 6«а»
Мы вышли во двор и сначала немного попинали мяч об
стенку, чем вызвали недовольство домоуправа, а потом стали
отрабатывать дриблинг. Вовка нехотя прорывался к воротам,
а я нехотя пытался ему помешать.
— Что-то мне не очень хочется играть,— признался
Вовка.
28
С J А Н Ь - ПАНЬ (китай
— Мне тоже.
Вовка взял мяч в руки и направился к скамейке под
деревом.
— Тихо,— прошипел он, когда я его догнал.— Не огля-
дывайся, за нами следят.
И он непринужденно засвистел, всем своим видом изобра-
жая, что ничего не подозревает. Я все-таки украдкой огля-
нулся и успел заметить мелькнувший за деревом рукав синей
куртки.
— Интересно, чем это сейчас Зинка Белова занимает-
ся? — громко спросил Вовка, толкая меня в бок.
— Как это чем? — громко удивился я.— Наверняка в
куклы играет, чем же ей еще заниматься?
Зинка, словно ошпаренная, выскочила из-за дерева.
— Это кто в куклы играет?! — возмутилась она.—
Сами вы, наверное, в куклы играете, лодыри несчастные.
Видела я, как вы к классному часу готовитесь. Я-тр им по-
мочь хотела, а они...
Зинка, похоже, всерьез решила на нас обидеться и даже
повернулась и сделала вид, что уходит, но вернулась:
— Ну-ка, сейчас же извиняйтесь! — приказала она.
Пришлось извиняться.
— Только следопыт из тебя все равно никудышный,—
сказал Вовка,— Мы тебя засекли, когда ты от дерева к дереву
Перебегала. Надо было по-пластунски, используя рельеф
местности и естественные укрытия.
— После дождя грязно,—начала было оправдываться
Зинка, но тут же снова перешла в наступление: —Чего это
вы мяч гонять вздумали? Хотите сказать, что все уже знаете?
— Не все, но много чего знаем,— сказал Вовка,—Мы
Знаем про абак, соробан, суан-пан, про веревки-квипу и еще
Мйого чего.
— Например, как считали папуасы Новой Гвинеи,—
добавил я,—Замечательно считали, только если больше
десяти насчитаешь, разуваться приходится.
—т Каменный век,—презрительно хмыкнула Зинка.—
Жиденький рассвет творческой мысли. Так я и знала, что без
зо ' .V.
меня вы дальше этого не двинетесь. А про «мельницу» Бэб-
биджа знаете? А почему Блеза Паскаля сравнивали с Ар-
химедом, знаете? А как Шикард помог Кеплеру, знаете?
— Не знаем,— подтвердил я.
— А я знаю, кто про это знает! — сказал Вовка.
— Ну кто, кто?
— Ты, вот кто!
— Правильно. Я сегодня весь день как пчелка трудилась,
не то что некоторые,— сказала Зинка, усаживаясь на ска-
мейку.— Все ваши абаки — это так, игрушки, разминка
перед решающей атакой, правда, разминка эта затянулась
аж до семнадцатого века. А зачем вообще нужна машина
для вычислений? — спросила вдруг она.
— Вот тебе раз! — удивился Вовка.— Сказанула. Как
это — зачем? Чтобы считать быстро и много.
— Это сейчас нужно быстро и много считать, а тогда,
в семнадцатом веке, зачем? Жили себе в замках, дрались
на шпагах, зачем им машины для вычислений? — не сдава-
лась Зинка.
I — Что-то здесь не так,— сказал я.— Это ты специально
нас с толку сбиваешь. А наука? Тогда ведь были уже всякие
(науки, которые требовали вычислений: математика, геогра-
|фия, астрономия. Не всем же на шпагах драться, нужно ко-
му-то и науку развивать.
У — Все правильно,— улыбнулась Зина.— Кроме искус-
(ства фехтования в то время еще и науки развивались. Раз-
бивалось мореплавание, и требовались точные и подробные
(географические справочники, астрономические таблицы и
(еще много чего. Думаете, просто составить астрономические
(таблицы? Для таких работ привлекались десятки и сотни
(Людей, которые с утра до вечера занимались тем, что склады-
вали, умножали, делили, возводили в степень и извлекали
корни. А если в вычисления одного из них вкралась ошибка,
то все приходилось делать заново.
— Ничего себе работа,— свистнул Вовка,— с утра до
вечера корни извлекать да в степень возводить. Каторга
какая-то.
31
— Ив самом деле, каторга,— согласилась Зина.
Джон Неппер, который придумал специальные таблицы для
вычислений, писал, что,— Зина на мгновение задумалась,
закусив губу, а потом отбарабанила: — «...нет ничего более
хлопотного в математической практике, ничего такого, что
более досаждало бы вычислителю, чем выполнение над боль-
шими числами умножения, деления, извлечения квадратных
и кубических корней, которые сопряжены обычно с массой
трудно обнаруживаемых ошибок».
— Ну и память у человека! — восхитился Вовка.—
Наизусть шпарит.
— Не в куклы же мне играть.
— Про то, что нет ничего более хлопотного, верно ска-
зано,— продолжал Вовка, пропустив мимо ушей шпильку
о куклах.— Я когда складываю числа столбиком сначала
снизу вверх, а потом сверху вниз, всегда получаю разные
результаты. А попробуй найти ошибку, если числа семи-
значные! Только калькулятор и спасает.
— Наверное, Кеплер сказал своему другу то же самое,
потому что этот друг, профессор Тюбингенского университета
Шикард в тысяча шестьсот двадцать третьем году сделал
попытку сконструировать счетную машину.
— Получилось?
— Получилось. Его машина умела складывать, вычитать
и даже умножать. Таблица умножения была записана на
шести барабанах, стоящих на одной оси.
— Вот туда можно было залезть отверткой и посмотреть,
где прячется таблица умножения,— сказал я Вовке.
— Что-то я не слышал про такого изобретателя Ши-
карда,—сказал Вовка.
— Он создал всего одну такую машину и неизвестно,
воспользовался ли ей Кеплер для астрономических расчетов.
А про Кеплера-то ты слышал?
— Что-то слышал. Кажется, он был астрономом.
— Что-то слышал! Кажется, был астрономом! Кеплер
был великим астрономом. Может быть, ты и про Паскаля
не слышал?
32
— В паскалях давление измеряют. Если ньютона под,
лить на квадратный метр, то как раз паскаль получится.
я точно знаю. Паскаль был физиком.
— Не только физиком, но еще и математиком и изобр,
тателем. Когда ему было всего восемнадцать лет, он нач;ц
работать над созданием машины, с помощью которой дагщ
незнакомый с правилами арифметики мог бы производи
четыре арифметических действия.
— Калькулятор, что-ли, изобрел? — заинтересовался
Вовка.
— Калькулятор. Только не такой, как у тебя, а механи-
ческий. Тогда ведь не было электричества. Паскаль много
думал над устройством будущей машины и додумался вот
до чего: представьте, что машина уже создана и умеет считать.
Тогда первый вопрос: что она считает?
— Числа,— уверенно ответил Вовка,— что же ей еще
считать? Й
— А как эти самые числа должны быть в машине пред- S
ставлены? — тут же спросила Зина.— Второй вопрос: если Й
машина считает числа, то как эти числа п опали в машину, д
то есть как нужно вводить в машину нужные числа и как
выводить результаты вычислений? Третий вопрос: как ма- ?
шина выполняет арифметические операции? И еще вопрос: г
как делать перенос десятков? '
— Ничего себе вопросики,— сказал я.— И Паскаль
на них ответил?
— Очень даже неплохо ответил. Для того времени, ко-
нечно. Вместо десяти пальцев Паскаль использовал десять
предметов...
— Ну-у-у,— протянул Вовка,— наверняка десять буси-
нок на прутике, а сам прутик крепится на деревянной раме и
при счете кладется длинной стороной к считающему. Так,
что ли?
— Не так. Предметы Паскаля — это зубцы, которые рас-
положены не по прямой, как на счетах, а по окружности. Про-
ще говоря, он сделал зубчатое колесо, а на каждом зубце
написал цифры от ноля до девяти.
34
— Пронумерованная шестеренка,— догадался я.
Только называлось это не шестеренкой, а десятичным
колесом. Нужную цифру на нем можно установить, повора-
чивая колесо на горизонтальной оси до тех пор, пока зубец,
представляющий эту цифру, не появится в окошке или против
указателя. Так Паскаль ответил на самый первый вопрос.
Пока Зина рассказывала про десятичное колесо, я себе
это колесо очень хорошо представил. Зубчатое колесо на го-
ризонтальной оси, вокруг которой его можно поворачивать.
А потом окошко представил. Поворачиваешь колесо, а в
окошке цифры появляются: 1,2, Зи так далее, а потом 9 и
опять 0. А если рядом с этим колесом поставить еще одно,
которое могло бы крутиться независимо от первого? Тогда с
помощью всего двух таких колес можно будет представлять
числа от 0 и до 99, а если три колеса...
— Да он просто отличную штуку придумал! — сказал
я.— Таких колес можно поставить рядом сколько угодно и
можно изображать какие угодно числа!
— Сколько бы колес ни ставил, машина не будет их
складывать и вычитать,— остудила мой пыл Зина.— Нужно
научить ее складывать.
— Как это ты машину научишь? — спросил Вовка.—
Железяка, она и есть железяка.
— А как ты складываешь? — в свою очередь спроси-
ла Зина.
— Очень просто, беру и складываю.
— Ну сложи, например, шесть и четыре.
— Чего тут складывать? Десять получится. Очень даже
просто.
— Это в самом деле просто, если ты знаешь правила
сложения. А давай попробуем понять, что должна делать
машина, когда ей задают сложение шести и четырех.
— Давайте так,— предложил я.— Представим себе
колесо и окошко. Сейчас в окошке видна цифра шесть. Чтобы
прибавить четыре, нужно повернуть колесо на четыре зубца.
Поворачиваем, поворачиваем, поворачиваем... шесть смени-
лась на семь, восемь, девять, а потом опять ноль!
36
— Значит, в результате сложения шести и четырех мц1
получили ноль единиц. I
— И один десяток! — сказал Вовка.— Про десяток-т0 =
забыли. Когда колесо единиц переходит от девяти к нулю, j
другое колесо должно перейти от нуля к единице. Я даже i
знаю, как это сделать! Я такую штуку видел в автомобильном :
счетчике километров, и точно так же устроен счетчик электро-
энергии, который у каждого есть в квартире. Там на колесиках
специальные штырьки. Когда колесико единиц делает полный :
оборот, то есть переходит от девяти к нулю, штырек задевает
соседнее колесико, и оно передвигается на одну цифру.
Очень даже просто.
— Конечно, просто,— сказала Зина,— когда готовое
посмотришь, всегда кажется просто. А Паскалю все это вы-
думывать пришлось. Для переноса и заема десятков он при-
думал целую систему штифтов, штырьков и шестеренок. Да =
и вся его машина состояла из одних рычажков, штифтов и |
шестеренок. Но, самое главное — она работала. Складывала |
и вычитала. Двадцать второго мая тысяча шестьсот сорок |
девятого года Блез Паскаль получил королевскую приви-1
легию, это что-то вроде нашего патента на изобретение, и |
эта привилегия устанавливала его первенство в изобретении |
и закрепляла за ним право производить и продавать машину. ;
Рассказы Паскаля о счетной машине и ее демонстрации со-
бирали множество народа, ведь такие счетные устройства
были в диковинку. Еще бы — какая-то железка, а считает.
Причем: правильно. Один поэт даже написал про это стихот-
ворение: 5
От горничной до герцогини J
К математической машине
Проявлен всеми интерес. И
И вот однажды некто Блез
Паскаль с большим проникновеньем У
Им рассказал про вычисленья Ц
И логику, И тем исторг у
Глубокий искренний восторг. 3
П в благодарность за беседу у
Был уподоблен Архимеду.
38
- Ну, это уж слиш-
оМ! возмутился Вовка.—
Так и Архимед. Архимед
это---' Архимед! Вечно поэты
Itci’ преувеличивают. Какая-то
груда шестеренок...
Зато считает,— воз-
разили Зина.— Вместо того,
чтобы складывать числа стол-
биком, да еще ошибаться при
этом, просто набираешь ком-
бинацию цифр на колесиках,
р-р-раз - и готов правильный
результат. Это же переворот
в вычислительной технике. Хо-
тя нет, никакой не переворот,
ведь вычислительной техники
ени не было. Это ее рождение!
Обидно только, что ни машины
Паскаля, ни подобные им уст-
ройства не нашли широкого
применения.
— А я что говорил? —
торжествовал Вовка.— Что,
слишком плохо работали?
— Нет, работали они хо-
рошо, и придуманы были здо-
рово, но вот техника того вре-
мени еще не доросла до изго-
товления таких сложных меха-
низмов.
— Так я и знал, что этим
все кончится. Техника — сила,
а у них ведь не было ни стан-
ков, ни электричества.
— На самом деле ничего
не кончилось, все только на-
двтом О ГИ Л ь н Ы Й
СЧЕТЧИК КИЛОМЕТРОВ
Читаем • d км
39
чиналось. Идея создать счетную машину не оставляла людей,
потому что «недостойно одаренному человеку тратить, по-
добно рабу, часы на вычисления, которые безусловно можно
было бы доверить любому лицу, если при этом применить
машину».
— Про раба — это сильно сказано,— сказал Вовка.—
Надо запомнить. Это опять цитата?
— Это сказал Лейбниц. Он тоже строил машины, похо-
жие на машину Паскаля. Вообще, многие математики того
времени делали попытки построить счетную машину, но
идеи у них были те же, что и у Паскаля: десятичные счетные
колеса и штифты, с помощью которых происходит передача
разряда. И только в тридцатых годах прошлого века Чарльз
Бэббедж, тоже, кстати, математик, попытался построить
полностью автоматическую счетную машину. Сто пятьдесят
лет назад и — полностью автоматическая
счетная машина! Эта машина должна была делать
одно сложение в секунду и работать без вмешательства
человека.
— Ничего себе задумка,— сказал я.— Одна секунда на
сложение — это, конечно, очень быстро. Но кому нужна
такая быстрота? Ведь вводить числа в машину человек
будет все равно дольше, чем одну секунду. Пока одно число
введешь, пока повернешь колесики, пока другое введешь...
— А ты сразу на весь день введи чисел сто и пусть себе
считает,— хохотнул Вовка. Потом почесал в затылке и за-
думчиво добавил: Только надо как-то «сказать» машине,
что она должна делать, складывать, умножать или делить.
—- Бэббедж подумал точно так же, как Семечкин,—
сказала Зина.— Он с самого начала решил, что в машину
нужно вводить сразу много чисел, «на весь день». А знаете,
как зерно мелют? — спросила вдруг Зина.
— Какое зерно? Ты что мелешь?
— Обыкновенное зерно. Пшеницу, например. Как из
нее муку делают?
— Очень просто,— пожал плечами Вовка.— Для этого
мельница есть. Я в каком-то фильме видел: берут со склада
мешки с зерном, ссыпают его в специальную воронку, жернова
40
СЧЕТНАЯ МАШИНА
перемалывают зерно в муку и она по специальному желобку
опять в мешки ссыпается. Слушай, может быть, ты перезани-
малась, а? У тебя ничего не болит?
— Ничего у меня не болит! — засмеялась Зина.— Прос-
то Бэббедж решил, что его машина должна работать точно так
же, как мельница для зерна.
Вовка хмыкнул:
— Значит, Бэббедж перезанимался.
— И он тоже не перезанимался. Это ведь очень просто:
должен быть «склад», на котором хранятся числа-зерна.
Через «воронку» это зерно поступает в «мельницу», которая
делает арифметические операции.
— А из «желоба» высыпается мука-результат! — под-
хватил я.
— Точно. А если бы Семечкин видел в кино не простую
мельницу, а автоматическую, он бы сказал, что, кроме склада,
воронки и прочего, должно быть еще устройство управления.
В своей машине Бэббедж предусмотрел такое устройство,
которое должно было управлять всеми процессами.
— Ладно-ладно, убедили,— сдался Вовка.— Берешь со
склада мешки с числами, ссыпаешь их в мельницу, а с другой
стороны подставляешь мешки для результатов и отправляешь
на склад.
— Примерно так. Для хранения чисел на «складе» Бэб-
бедж решил использовать десятичные колеса Паскаля. Он
делал блоки из десяти десятичных колес в каждом. Из таких
блоков и состоял его «склад». Каждое из колес могло оста-
навливаться в одном из десяти положений и таким образом
«запоминать» одну цифру или один десятичный знак. Такое
устройство для «запоминания» чисел называется регист-
ре м. Бэббедж хотел, чтобы его «склад» вмещал тысячу чисел.
— Это что, целая тысяча регистров? — удивился Вовка.
— Десять тысяч десятичных колес? Ничего себе,
«склад»,--- сказал я,— Как раз на весь день хватит. Сколько
же места занимала его машина?
-- Много, целую комнату. Ведь в ней, кроме «склада»,
о1>1ли еще «мельница» и устройство управления. Для пере-
42.
ЧАРЛЬЗ БЭББЕДЖ М 32 - 1871
дачи чисел со «склада» на «мельницу» Бэббедж использовал
зубчатые рейки.
Все-таки не зря мы зовем Вовку «экспериментатор»!
Когда Зина сказала про зубчатые рейки, он сразу же сообра-
зил, как с их помощью можно передавать числа.
— Это же очень просто,—сказал он.— Представьте
себе два зубчатых колеса, которые соединены зубчатой рей-
кой. Если повернуть на несколько делений одно колесо, то
второе повернется ровно на столько же, они же рейкой соеди-
нены! Так можно очень быстро передавать числа со «скла-
да» на «мельницу». Вот только откуда все-таки «мельница»
узнает, что с этими числами делать? Кто ей командует? Ведь
машина-то полностью автоматическая!
— Если бы ты родился в прошлом веке, то наверняка
стал бы Бэббеджем,— сказала Зина.— «Склад» с числами и
«мельница» — это еще не автоматическая машина. Мало
44
получать нужные числа с большой скоростью, нужно еще
знать, что с ними делать, то есть нужно знать...
— Команды? — предположил я.
— Конечно, команды,— сказал Вовка.— Когда два
числа поступили со «склада» в «мельницу», кто-то должен
скомандовать «мельнице»: сложи или раздели.
— Ну вот! В нашем классе сразу два Бэббеджа объяви-
лось,— сказала Зина,—Вы уже почти все придумали. Бэб-
бедж хотел заранее подготавливать команды для большого
количества операций и помещать их на «склад» команд в том
порядке, в каком они должны выполняться.
— Так-так-так,— пробормотал Вовка и потеребил себя
за ухо, как он всегда делал, когда задумывался.— Так-так-
так. Это значит, сначала в «мельницу» поступают два числа, а
потом со «склада» команд приходит команда.
— Давай возьмем какой-нибудь пример,— предложил
я.— Например, такой,— и я написал прутиком на земле:
276+459- 126Д-78
— Тогда вот что получится,— Вовка выхватил у меня
прутик и перерисовал мой пример так:
«склад чисел»
276
459
126
78
«склад команд»
+
+
— Вот что получается,— сказал он,— очень даже
просто. Как только «мельница» завершает одну операцию,
со «склада» чисел должно поступить новое число, а со
«склада» команд новая команда.
— А знаешь, что ты сейчас написал? — спросила Зина.—
Ты написал программу для счетной машины. Последова-
тельность каманд как раз и называется программой.
Машина Бэббеджа — это первая машина, для которой нужно
было писать программы. Бэббедж предполагал, что его маши-
на складывать и вычитать будет за одну секунду, умножать
45
два пятидесятизначных числа за одну минуту, делить стознач -
ное на пятидесятизначное тоже за одну минуту.
— Вот это уже машина! — воскликнул Вовка.— Сто-
значное на пятидесятизначное за одну минуту!
— Машина, конечно, отличная,— сказала Зина,— ио...
— Что «но»? Тоже не нашла применения на практике?
— Хуже. Она так и не была до конца построена из-за
нехватки средств и рабочих. Своих денег Бэббеджу не хва-
тило, а никто другой не соглашался ему помочь, потому что
никто не верил в эту затею с автоматической машиной, ее
даже называли «чудачеством Бэббеджа».
— Ну и люди,— скривился Вовка,— такую идею загу-
били, денег им видите ли жалко. На наряды и украшения не
жалко, а на вычислительную машину — жалко! Да они про-
сто не понимали ничего.
— Зато сам Бэббедж очень хорошо понимал значение
своего изобретения.— Зина опять закусила губу, повспоми-
нала и в который раз за сегодняшний вечер процитировала:
«Если непредубежденный моим примером какой-нибудь чело-
век достигнет успеха в конструировании машины, вопло-
щающей в себе целый исполнительный отдел математиче-
ского анализа, я без риска оставляю свою репутацию на его
ответственность, так как только он один сможет полностью
оценить природу моих попыток и значение их результатов».
— Звучит внушительно,— сказал Вовка,— только непо-
нятно.
— Мне тоже,-— признался я.— Наверное, это значит,
что тот, кто все-таки сделает вычислительную машину, сде-
лает полезное и нужное дело.
— Бэббедж и сам сделал хорошее и нужное дело.
Вон сколько всего выдумал: и «склад», и «мельницу», и
вообще...
— Почти все, что придумал Бэббедж, использовалось
потом в вычислительных машинах, только уже не в меха-
нических, а в электрических. В начале нашего века на смену
зубчатым колесам и планкам приходят электрические эле-
менты, и первый из них — реле.
46
— Реле? — удивился я.— Его-то как заставили рабо-
тать в вычислительной машине?
— Честно говоря,— призналась Зина,— я плохо себе
>го представляю. В тех книжках, которые я смотрела, очень
\ж непонятно написано.
— Ну вот, начинается,— проворчал Вовка.— Один поч-
ти ничего не выяснил, потому что библиотека закрылась, а
другая не смогла в обыкновенном реле разобраться. Попал
я в компанию.
— А сам-то ты что выяснил? — возмутилась Зина,—
И потом, кто из нас троих больше времени в кабинете физики
проводит, а? Нечего сказать? Вот то-то.
— Слушайте,— сказал вдруг Вовка,— ведь мы почти
все уже знаем. И знаем, что на смену колесам пришло реле.
Дело за малым —придумать, как колесо заменить на реле.
В свое время Паскаль и Бэббедж смогли придумать свои
««.клады» и колеса, а мы чем хуже? Сами придумаем!
5. Что умеет реле, или О пользе часов
Придумать можно все, что
угодно. Главное — найти для
этого время.
Вовка Семечкин, 6 «а».
Вовка всерьез решил пойти по стопам Паскаля и Бэб-
беджа. На следующий день, стоило прозвенеть звонку на пе-
ремену, он тащил меня в кабинет физики. Там мы помогали
Сергею Васильевичу, учителю физики, расставлять приборы
(голах для очередного урока, а в свободное время собирали
электрическую схему с реле и пытались сообразить, как это
реле можно приспособить для вычислительной машины.
* °- что приспособить его можно, мы знали, но вот как? Вовка
1рил с батарейками, переключателями и лампочками, а
47
я пытался применить на практике полюбившийся мне научный
подход.
Перво-наперво: что мы знаем о реле? Знаем, что это
электромеханическое устройство, то есть устройство, в кото-
ром есть две части: электическая и механическая. Элект-
ромагнит, то есть металлический сердечник с намотанной
вокруг него проволокой-обмоткой, и есть эта самая элект-
рическая часть. Если присоединить к концам обмотки бата-
рейку, то электромагнит притянет к себе пластинку-якорь
и она может замкнуть какую-нибудь электрическую цепь.
Когда напряжение отключится, пружинка вернет якорь в пер-
воначальное положение. Пружинка с якорем и есть меха-
ническая часть реле.
— Вот смотри, что получается,— Вовка собрал свою
схему и щелкал переключателем.-— Сколько раз щелкнешь,
столько раз лампочка и загорится. Здорово?
— Ну и что? — возразил я.— Эту же схему можно было
собрать и без реле, с одной только лампочкой, батарейкой
и переключателем. Там ведь тоже сколько раз щелкнешь
переключателем, столько раз лампочка и загорится.
— Это верно,— сказал Вовка.— Нужно как-то исполь-
зовать то, что реле может находиться только в двух состоя-
ниях, включенном или выключенном. Если реле включено,
лампочка горит, если выключено...
— Не горит,— хмыкнул я.
Вовка вздохнул и ничего не ответил. На этом наши
эксперименты в кабинете физики закончились.
— Как же заставить его считать? — спрашивал Вовка.
— Ты это у меня спрашиваешь?
— Это я так, в пространство. Знаешь, если все время
задавать себе какой-нибудь вопрос, а потом лечь спать, то
во сне может присниться ответ. Как Менделееву приснилась
его таблица. Может, попробуем, а?
— Если ты бодрствующий ничего придумать не можешь,
то спящий и подавно.
— Это и верно. Как же заставить его считать? — бор-
48
ВОТ КАК МОЖНО СОВРАТЬ РЕЛЕ
4—-45
мотал Вовка, пока мы шли ко мне домой и пока бабушка
кормила нас обедом. Кстати, этот вопрос ничуть не испортил
Вовкиного аппетита.
— Как представлять цифры? — спрашивал Вовка, когда
мы пообедали и заперлись у меня в комнате.
Этого мы не знали.
Тик-так, тик-так — тикали часы на стенке.
— Если включенное состояние реле принять за единицу,
а выключенное за ноль, то...
— То для представления цифры девять нужно аж десять
поставленных рядом реле! — закончил я.— Когда все реле
выключены, то есть все лампочки не горят, это ноль. Когда
горит только одна лампочка — это единица. Ты в своем уме?!
Для представления пятизначного числа понадобится целых
пятьдесят реле!
— Да, Бэббедж из нас не получится,— сказал Вовка.
И Паскаль тоже,— согласился я.
— Остается одно — лечь спать, может быть, что-нибудь
толковое и приснится.
Тик-так, тик-так,— тикали часы и вдруг остановились.
Я подтянул гирьку, толкнул маятник, и часы опять
затикали.
Тик-так, тик-так, тик-так...
— Тик-так,— сказал Вовка, задумчиво глядя на маят-
ник,— тик-так, раз-два, раз-два...
— Три-четыре,— передразнил я,— пять-шесть, семь
восемь, и так далее.
Вовка несколько секунд смотрел на меня, губы его без-
звучно шевелились, а рукой он повторял движение маятника:
влево-вправо, влево-вправо.
— Качается, колесико освобождается, на одно деление
поворачивается, стрелка передвигается,— пробормотал Вов-
ка и вдруг подпрыгнул на стуле и заорал. Именно так, на-
верное, заорал Архимед, выскочив из ванны, когда открыл
свой знаменитый закон.
50
-- Придумал! Придумал! —орал Вовка.—Эврика! Сто
тысяч миллионов эврик!
Подпрыгивая и кружась по комнате, он исполнил какой-
то дикий туземный танец, выкрикивая:
-- Бе, бе, бе, ибон-бе, бе, бе, бе, ибон-али!
А потом остановился и приказал:
— Снимай часы!
— Зачем? — удивился я.
— Ты когда-нибудь разбирал часы с маятником? Это
ютовое десятичное колесо! Нужно только вместо маят-
ники реле приделать.
Разобрать часы нам не дала встревоженная Вовкиными
в°плями бабушка, но это было уже неважно. Идея была
Нвйдена!
К- А остальное — дело техники.
То, что мы нарисовали, было очень мало похоже на часы,
51
но ведь и абак совсем не похож на машину Бэббеджа, а они
родственники!
На чертеже наше устройство состояло из зубчатого
колеса, реле, резиночки и стрелки.
А работать оно должно было так.
При нажатии кнопки замыкается электрическая цепь
электромагнита, и он притягивает якорь.
Якорь освобождает колесо с зубцами, и оно, под дей-
ствием накрученной на ось резинки, поворачивается, заодно
поворачивая прикрепленную к нему стрелку. А уж стрелка
указывает на цифры.
Когда цепь размыкается, пружина возвращает якорь
на место, и он запирает колесо с зубцами.
Сколько раз нажмешь на кнопку, на столько делений
и сместится стрелка. Нажмешь четыре раза — стрелка укажет
на «4». Вздумаешь прибавить к «4» «2», стоит только на-
жать на кнопку еще два раза и пожалуйста — «6»!
Чем не суммирующая машина?!
— Одно плохо,— сказал Вовка.— Умеет считать только
до девяти.
Но тут уж я сообразил: ведь стрелка может служить
выключателем для другого точно такого же устройства!
Если при переходе от «девяти» к «нулю» установить кон-
такт, которого будет касаться стрелка и будет замыкать
электрическую цепь другого электромагнита, то вот вам и
перенос десятков!
— А если поставить еще и третье такое же устройство,
то можно считать сотни.
— Я всегда знал, что мы гении,-— скромно признался
Вовка и тут же предложил практическое использование изоб-
ретенного нами счетчика. По его замыслу предполагалось
использовать вместо кнопки дверь. Да-да, обыкновенную
дверь.
Когда дверь открывается, то должна замыкать кон-
такты, как это делает кнопка, и тогда вечером можно узнать,
сколько раз дверь открывалась в течение дня.
52
— А зачем?
— Пока не знаю,— при-
знался Вовка,— просто инте-
ресно. Можно не дверь, можно
что-нибудь другое. Все что
угодно можно считать, лишь
бы контакты замыкались. Если
сделать так, что контакты бу-
дут замыкаться каплей воды,
то можно посчитать, сколько
капель вытекло из кухонного
Крана. Великое дело — элект-
ричество!
— Такую штуковину не
стыдно было бы и Бэббеджу
придумать,— сказал я.
— Да, это тебе не раке-
той соседей поджигать.
В это время в комнату
вошел папа и услышал Вов-
кины слова про ракету.
— Что такое? — встрево-
жился он. Какая ракета?
Что вы еще поджигать собра-
лись?
Мы постарались его успо-
коить, сказав, что ничего не
собираемся поджигать, а заня-
ты делом вовсе даже не по-
жароопасным — изобретаем
вычислительную машину.
Но папа нам не очень-то
поверил.
— А это что такое? —
подозрительно спросил он, по-
казывая на наш чертеж.—
Бомба с часовым механизмом?
(ПОЛОЖЕН
КОЛЕСА ЭКВИВАЛЕНТНЫ
СООТРЕТСТОУ НИЦ ИМ ,
ЦИФРАМ ШАГОВОГО
I ИСКАТЕЛЯ ]
2 М 5"
53
— Это не бомба,— возмутился Вовка,— это электроме-
ханический счетчик на одном реле.
— Как же он работает? — заинтересовался папа.
Мы объяснили.
— А это, значит, резиночка,— сказал папа.— Вы что же,
каждый раз свой счетчик заводить будете? А если рези-
ночка будет слишком тугая и диск будет поворачиваться
не на одно деление, а на два или три? Ведь нужно же, что-
бы диск поворачивался точно на одно деление, так?
И тут пришла моя очередь кричать «эврика», что я
сделал, да так громко, что папа зажал уши ладонями.
— Нужно поставить еще одно реле, которое при замы-
кании цепи будет толкать диск!
— Можно и так,— согласился папа,— А знаете, как на-
зывается то, что вы сейчас изобрели? Позиционный шаговый
искатель. Аналогичные устройства до сих пор применяются
на телефонных станциях.
Но мы не очень огорчились. Ведь изобрели-то мы его сами.
6. Опять о реле, или Почему вымерли динозавры
Чем быстрее бегаешь, тем
быстрее изнашиваются ботин-
ки. Чем медленнее бегаешь,
тем... Ну какой же интерес мед-
ленно бегать?
Мое личное наблюдение.
Когда в приключенческих книгах читаешь: «в тот день
ничего не предвещало неожиданностей», то сразу ясно, что
эти неожиданности скоро начнутся. Но в тот день в самом деле
ничто не предвещало неожиданностей.
Все по порядку.
После уроков Зина Белова отправилась домой помогать
делать уборку, а мы с Вовкой пошли в кабинет труда и
до самого вечера пилили, склеивали, вырезали и наматывали.
Наматьщанием занимался я. На пустые катушки из-под
54
ниток я аккуратно, слой за слоем, наматывал тонкий про-
вод в изоляции — это была обмотка электромагнита. А для
сердечника отлично подошли короткие и толстые гвозди —
дюбеля, плотно входящие в отверстие катушки. Нашелся
материал и для якорей: из металлической линейки можно
выкроить несколько отличных упругих якорей. Качество га-
рантирую!
А Вовка лобзиком выпиливал из фанеры диск с зуб-
цами (папа объяснил, что такой диск называется храповое
колесо) и циферблат, по которому должна была переме-
щаться металлическая (еще одна линейка) стрелка. Получа-
лось у Вовки неплохо.
Хуже дело обстояло со сборкой отдельных частей в общем
корпусе — фанерном ящике. Тут уж в дело пошло все: и клей,
и обрезки линеек, и проволока, и даже нитки, которые я —
видела бы мама! — смотал с катушек.
Наконец, часам к девяти вечера, когда уборщица Вера
Самсоновна все громче гремела ведром и все грознее на
нас посматривала, устройство было готово. Выглядело оно,
честно говоря, не очень красиво. Чуть-чуть кривовато, чуть-
чуть косовато, но разве это главное? Главное — оно должно
было, просто обязано было работать!
Проверить его работоспособность можно было только
испытанием, то есть подключить к выводам напряжение.
От использования обычной электросети мы сразу отказались.
Во-первых, это опасно, а во-вторых, в памяти у нас еще
свежи были воспоминания о том, как после одного из наших
экспериментов с электричеством во всем подъезде погас свет.
В общем, никому мы не советуем использовать для экспери-
ментов 220 вольт.
Оставалось одно — подключить батарейки от карманного
фонарика. И мы отправились домой, провожаемые подозри-
тельными взглядами Веры Самсоновны.
В подъезде на лестничной площадке нас догнала запы-
хавшаяся Зина.
— Ребята! — крикнула она,— Тут такое случилось...—
она замолчала, увидев входящего в подъезд дядю Олега.
55
— Что тут такое у вас случилось? — спросил он.
— Ничего,— быстро ответила Зина и что-то спрятала
в карман.
— Ничего,— подтвердили мы с Вовкой.
— А что это у вас за ящик? —- спросил дядя Олег,-
Опять ракета?
— Шаговый искатель позиционный,— гордо сказал Вов-
ка, а я добавил:
— Он же составная часть вычислительной машины.
— Да ну? — удивился дядя Олег.
— Сделали все-таки? — обрадовалась Зина.
— Сделали,— хором подтвердили мы с Вовкой.
— И куда же вы это тащите? — спросил дядя Олег.
— Испытывать,— опять же хором ответили мы.
—- Ах, испытывать...— понимающе протянул дядя
Олег.— А куда включать будете? Опять в электросеть?
— Батарейками обойдемся,— сказал я.
— А пойдемте-ка ко мне,— неожиданно предложил
дядя Олег.
— Зачем?
— Как зачем? Испытывать. Я буду приемной комиссией.
— А батарейки у вас есть?
— Найдутся.
Зина мотала головой и делала какие-то таинственные
Знаки за спиной у дяди Олега, но мы с Вовкой ее не пони-
мали. В конце концов она очень понятно и выразительно
покрутила пальцем у виска и пошла за нами.
Батарейки у дяди Олега нашлись. Новые, в упаковке,
Д уж язык щиплют — только держись! И еще нашелся кно-
почный переключатель, которого нам так не хватало.
Дядя Олег изучал нашу конструкцию и вполголоса го-
ворив:
л-’- ...ну, что ж, мудро, очень мудро, а это совсем от-
лично. Про второе реле сами догадались?
— Папа подсказал,— признался я,— Вообще-то мы
бы и сами догадались. Сначала хотели резинку исполь-
зовать.
— Неплохо,— одобрил дядя Олег и вдруг громко при-
казал: — Включай.
От неожиданности Вовка нажал на кнопку, реле одно-
временно щелкнули, одно из них освободило храповое ко-
лесо, другое это колесо толкнуло, оно повернулось на оси,
прикрепленная к колесу стрелка тоже повернулась и ука-
зала на цифру «1», коряво нарисованную Вовкой на ци-
ферблате.
— Работает! — заорали мы с Вовкой.— Работает! Р А -
БОТАЕТ!
— А как же иначе? — усмехнулся дядя Олег.— Иначе
и быть не может. Ведь сделано-то хоть и грубо, но пра-
вильно. А дальше что делать собираетесь?
— Все по науке,— сказал Вовка,— «склад», «мельницу»,
устройство управления, ввод и вывод.
— Ничего себе! — воскликнул дядя Олег.— Да вы уже
почти все знаете! А как делать собираетесь?
— Сходим в библиотеку, книги почитаем,—сказал я,—
Й общем, на всю катушку используем научный подход.
— Ну, как сделать «склад» и «мельницу» для релей-
ной машины, в книгах вы, пожалуй, не найдете...—задум-
чиво проговорил дядя Олег.
Пока мы говорили, Зина нажимала и нажимала кнопку,
реле исправно щелкали, а стрелка быстро скакала с одной
цифры на другую. Но вдруг что-то там заело, реле продол-
; жали щелкать, но диск уже не вращался.
— Сломалось,—испуганно прошептала Зина.
— Сломалось,—подтвердил Вовка, разглядывая внут-
ренности нашего агрегата.
— А так здорово щелкало,— огорчилась Зина.
'У;. — Так и должно было случиться,— «утешил» нас дядя
Олег,— Настоящие релейные машины тоже очень часто ло-
мались. .
А вы видели настоящую релейную машину?
— Приходилось. Это целые шкафы, битком набитые
реле, сотнями реле, тысячами реле, и все они щелкают,
щелкают и щелкают. Представляете, какой это шум?!
58 '
— Но ведь работали?
— Работали и очень даже неплохо,— согласился дядя
Олег.— Особенно РВМ-1, Релейная Вычислительная Ма-
иина. Ее сконструировал в середине пятидесятых годов
Советский инженер Бессонов. РВМ-1 могла выполнять ты-
сячу двести пятьдесят умножений в минуту и состояла из пя-
ти с половиной тысяч реле.
В' — Да, это не шестеренки Паскаля и Бэббеджа,— ска-
зал Врвка.
Ц — Не шестеренки,— согласился дядя Олег.— Это гораз-
до быстрее и лучше, но релейные вычислительные ма-
шины — это продолжение идей Паскаля и Бэббеджа.
— От бусинок на прутике к счетному колесу, от ко-
Б'леса к релейному шаговому искателю, от шагового иска-
теля к релейной вычислительной машине! — сказал Вовка. -
ВДолгий путь.
— Долгий и трудный,— подтвердил дядя Олег,— Зато
в релейных машинах стало возможным сделать и «склад»
и «мельницу» и многое другое. Но век релейных машин
J продолжался недолго.
— Что, опять все в технику уперлось? — испугался
у Вовка.
— Релейные машины имели малую надежность именно
| из-за реле и из-за того, что в них были всякие механи-
V ческие трущиеся и поворачивающиеся части, вроде вашего
храпового колеса. И релейные машины вымерли...
— Как динозавры,— подсказал Вовка.
— Да, как большие и неповоротливые динозавры. Тех-
ника развивалась, и релейные элементы не смогли выдер-
жать конкуренции с появившимися маленькими, быстрыми
и безотказными в работе соперниками.
— И что же это за соперники?
— А знаете что,— предложил дядя Олег,— приходите
ко мне на Вычислительный Центр, там посмотрите совре-
менные вычислительные машины, и заодно продолжим раз-
говор. Хотите?
— у.у.у;_ только и смогли мы восторженно прогудеть.
59
- , — Ну, наконец-то,— сказала Зина, когда мы вышли от
Дяди Олега,—Наконец-то нас никто не услышит. Тут такое
случилось...— она сделала большие глаза, приложила палец
к губам, посмотрела по сторонам и только после этого
свистящим шепотом произнесла: — Шифрованное письмо
случилось, вот что!
— От кого?
: ~ ц — Неизвестно...
7. Таинственные послания и «Приключения в пещере»
/ Я знаю, что я знаю, не знаю,
. чего не знаю, но точно знаю,
что если будет нужно, то обя-
v зательно узнаю.
Зина Белова, б «а».
Бывает же такое: идет нормальный человек, например
Зина, за хлебом в магазин, захлопывает дверь квартиры,
спускается по лестнице, заглядывает мимоходом в почтовый
ящик, а там письмо. Ну и что, скажете вы, мало мы получаем
писем? Конечно, немало. Вот и Зина сначала тоже не уди-
вилась, вынул а письмо из ящика, прочла на конверте свою
фамилию и адрес, распечатала письмо и ничегошеньки не
|цйняДа. Ну просто совсем ничего, ни единого слова, ни единой
Вовки, да что там буковки — их в письме вообще не было...
г маленький листок с неровно обрезанными краями, а на
нем какие-то цифры. Все ясно, скажете вы, обыкновенная
Шйфррвка. Может быть, и обыкновенная, но сами-то вы,
имШНно вы, получали когда-нибудь по почте шифрованные
;.цисШд?' Вот то-то же...
Зйна несколько секунд рассматривала шифровку, смот-
рела на просвет, даже нюхала зачем-то, но ясности это не
' прибавило.
Первое, что пришло Зине в голову: это наши с Вовкой
штучки. В самом деле, кто еще может послать ей шифро-
60 -
Ванное письмо? Она побежала сначала к Вовке, потом ко мне,
но нас дома, конечно же, не оказалось, в это время в кабинете
Друда мы доделывали шаговый искатель. Но это неважно.
Важно другое: в моем и Вовкином почтовых ящиках Зина
увидела точно такие же конверты.
—- Понятно вам? — прошептала Зина. От этого таинст-
венного шепота у меня по спине побежали мурашки.
— Непонятно,— сказал Вовка. Мы с ним переглянулись
и бросились к почтовому ящику.
А немного времени спустя мы положили на подокон-
нике в подъезде рядышком три листка с шифровками.
Вот они:
|73541 071160 062554 064556 061557 020161 071545 •071160 020163 063557 067563 060562 072163 066555
1б2040 070554 061440 063151 067562 067567 020152 074567
64576 066163 072151 066145 067170 065157 066440 075541
|б7151 020171 071557 061157 067145 067556 070040 064562
065545 072141 066145 067145 072040 066545 020054
Й72176 020157 062556 072040 066157 065570 020157 060544
>72145 076040 067553 067556 064555 062576 065563 062551
064440 067040 072541 067176 062571 071040
JI75145 066165 072170 072141 026171 067040 020157 020151
>67544 072163 073541 070554 072145 076040 072163 072145
177151 071545 064553 020145 062560 062562 064566 060567
164556 026161 073440 020157 067155 063557 066557 061040
164554 065572 062551 070040 071145 073145 073551 067141
>70551 026155 064440 070163 072171 073571 062541 074555
020155 071160 020151 067563 064576 062556 064556 020151
072163 064151 073557 064440 064554 066440
075165 065571 027151 076040 064564 071440 067554 060567
070040 064562 060556 066144 073145 072141 067440 067144
066557 020165 077157 067145 020170 075151 062567 072163
067556 072555 070040 067562 071147 066541 064555 072163
027165 070440 071440 067040 066551 071440 063557 060554
062563 027156 060440 073440 037571 073440 075541 062040
062161 020161 066157 063545 064456
61
— Кто же это сделал? — спросила Зина, глядя на шиф-
ровки.
— Дед Мороз,— хмыкнул Вовка.
Мы втроем еще раз осмотрели записки, еще раз прове-
рили их на просвет, еще раз зачем-то понюхали. И ничего
нового не выяснили. Очень похожи на те, что получал и от-
правлял Штирлиц, но ему было легче, чем нам: он знал, как
их расшифровывать.
Мы бы еще долго глазели на таинственные послания,
если бы возвращающийся с завода папа не сообщил нам,
что уже половина двенадцатого, и нормальные шестиклассни-
ки в это время спят.
— Меня же в магазин за хлебом посылали? - охнула
Зина.
Ночью мне снились огромные, величиной с дом, реле.
Они оглушительно щелкали, трещали, рассыпали разноцвет-
ные искры, а между ними сновали похожие на дядю Олега
люди .в надвинутых на глаза шляпах. Они прикладывали
палец к губам, оглядывались по сторонам и разбрасывали
шифровки.
В школе поговорить о шифровках нам не удалось. Не та-
кое это дело — шифровки, чтобы говорить о них в присут-
ствии посторонних. А если честно, то и говорить-то было не-
чего, за ночь ни одному из нас никакая умная мысль не
приснилась.
После уроков мы отправились на Вычислительный Центр.
Вычислительный Центр — это огромное здание с огром-
ными окнами, и внутри там тоже все очень огромное и очень
чистое. «Стерильное»,— сказала Зина.
Только мы вошли в двери, как нас тут же остановил
вахтер.
— Вы куда? — спросил он,— А пропуска вам заказаны?
— Заказаны,— храбро ответила Зина.— Нам дядя Олег
должен был пропуска заказать.
— А фамилии ваши как? — вахтер полистал какой-то
62
iCTbift журнал.— Скворцов, Семечкин и Белова? Есть на
пропуска. Проходите.
Пока вахтер не передумал, мы быстренько мимо него про-
чили и потом целых полчаса, если не больше, бродили по
конечным коридорам, по одну сторону которых располз-
ись двери с внушительными табличками вроде «Отдел
тематического анализа», «Группа теории групп и конечных
(образований» и «Отдел топологии», а другая стена была
клянной или из какого-то пластика, в общем, прозрачная
на. За этой стеной в зале, огромном, как футбольное
|поле, рядами стояли металлические шкафы с кнопками и ин-
дикаторами, шкафы без кнопок, зато с крутящимися бобинами
устройства, на шкафы не похожие, зато похожие на электро-
Морган. Из этих органов длинными лентами выползала испещ-
|ренная какими-то значками бумага. Из-за прозрачной стены
не доносилось ни звука, и среди этого космического без-
молвия лишь изредка проходили по своим делам люди в
белых, как у врачей, халатах. Они вынимали из шкафов одни
бобины, вставляли другие, которые тут же начинали с беше-
ной скоростью вращаться то в одну, то в другую сторону.
— Фантастика,— в который раз бормотала Зина.
— Фантастика,— соглашался я.
— Эх вы? Фантастика, фантастика... Техника!—по-
правлял нас Вовка, и, вдоволь насмотревшись, мы продол-
жали путешествие по коридорам.
Спустившись на один лестничный пролет, мы оказались
перед прозрачной дверью с надписью «Машинный зал № 2»,
толкнули ее и тут же увидели дядю Олега. Он сидел перед
странным устройством, похожим на смесь телевизора и пи-
шущей машинки. От телевизора в этом устройстве был эк-
ран, а от пишущей машинки — клавиатура.
Мы тихо подошли и остановились у него за спиной.
— А, пришли,— сказал дядя Олег.— Чего это вид у вас
такой испуганный?
Мы пожали плечами. Что тут объяснять? Того, что мы
увидели, хватило бы на десяток фантастических фильмов.
— Погодите, я скоро освобожусь,— сказал дядя Олег.
63
Он начал что-то быстро печатать, пальцы так и летали
над клавишами, а на экране появлялся текст.
— Это рабочее место программиста,— через плечо объ-
яснял дядя Олег.— Оно называется терминал. С его помощью
программист ведет диалог с машиной.
— А машина где? Это, что ли? — Вовка указал на ряды
шкафов с крутящимися бобинами.
— Нет, это магнитофоны.
— Магнитофоны? А почему же музыки не слышно?
Дядя Олег рассмеялся.
— На этих пленках записана не музыка, а программы
и данные для вычислительных машин, хотя на этой же пленке
может быть записана и музыка. Он в последний раз про-
бежался пальцами по клавишам, встал и подвел нас к ничем
д'де примечательному шкафу с двумя рядами лампочек-индика-
торов.—А вот и сама вычислительная машина.
Один ряд лампочек был подлиннее, другой покороче.
Над тем, что длиннее, написано «Адрес», а над другим «Дан-
ные». Чуть ниже располагался ряд клавиш, черных, белых
и красных. И все.
— И это вычислительная машина? — разочарованно
протянул Вовка.— Мы-то думали...
Это вычислительная машина «Электроника 100/25».
— А где же у нее «склад», «мельница» и все такое про-
чее?
i ; — Все у нее есть,— успокоил нас дядя Олег,— и «склад»,
и «мельница», и еще много чего. Чего в ней нет, так это реле.
да,—' вспомнила Зина,— Реле ведь вымерли, как
; '/;дайозавры.
- ;г-^; А кто заменил реле в вычислительных машинах? —
/; ежросил я.
Триггер,— сказал дядя Олег.— Это такая электрон-
ная; схема, похожая по своим свойствам на реле. Триггер,
: как й реле, тоже может находиться всего в двух состояниях,
включенном и выключенном, и быстро переходит из одного
состояния в другое. Настолько быстро, что первая действую-
щая вычислительная машина на триггерах могла выполнять
\64.
пятьдесят сложений за время срабатывания одного реле.
— В пятьдесят раз быстрее! — удивился Вовка. - Тог-
да ничего нет удивительного в том, что реле не смогло выдер-
жать конкуренции. Это то же самое, что черепахе соперничать
в скорости с реактивным самолетом.
— А состоит современная электронно-вычислительная
машина из тех же структурных частей, что и машина Бэб-
беджа:
арифметическое устройство (помните «мельницу»?)
память-«склад» для хранения программ и данных
устройство ввода данных и вывода результатов
устройство управления
— Наконец-то мы добрались до современных машин,—
сказал я, вынул блокнот и приготовился записывать.— Вот
про эти составные части вы нам и расскажите.
— Сколько будет «один-ноль-ноль» плюс «ноль-ноль-
один»? — неожиданно спросил дядя Олег.
Erl ПОДОБЕН
ОН МОЖЕТ БЫТЬ ТОЛЬКО В ОДЖТ
ИЗ ДВУХ УСТОЙЧИВЫХ ПОЛОЖЕНИЙ’/
НО НИКОГДА НЕ МОЖЕТ ЕЫТЬ В
П ТОМЕЖУТОЧНОМ
5—45
65
— Сто один.
— А вот и неверно. Будет пять. Потому что машина счи-
тает совсем не так, как ты.
— А как?
— Погодите, все узнаете,— пообещал дядя Олег. —
А пока пойдемте со мной.
Он вывел нас из машинного зала, провел по нескончае-
мому коридору, отворил какую-то дверь, и мы оказались в
комнате, где на столе стояло точно такое же устройство,
состоящее из телевизора и пишущей машинки. Мы уже знали,
как оно называется — терминал.
— Хотите поиграть с машиной?
— А она умеет? — спросил Вовка.
— Она много чего умеет.
Дядя Олег сел к терминалу, нажал несколько клавиш.
— Сейчас я запущу программу игры «Приключения в
пещере»,— пояснил он.— Вы будете словами печатать опи-
сание своих действий, а машина будет вам отвечать. Ну, кто
первый?
- Я!
...'. — Я?
— Тоже мне джентльмены,— фыркнула Зина и, отодви-
нув нас, села к терминалу, на экране которого появилась
большая надпись:
ПРИКЛЮЧЕНИЯ В ПЕЩЕРЕ
Игра началась.
М а щ и н а: Где-то поблизости находится пещера со
спрятанными в ней сокровищами. Я буду твоими глазами и
рудами, я понимаю много слов, приказывай мне. Согласен
начать путешествие?
3 й н а напечатала: «Да», и машина тут же отве-
тила новой фразой,
М а ш ина: Ты в прекрасной цветущей долине, у твоих
ног бежит ручеечек, слева от тебя какой-то дом.
Зина: Войди в дом.
Машина: Ты в доме для кладоискателей, здесь есть
66
у-
рсс нужное для похода за сокровищами: пища, вода в плете-
ной бутылке, фонарь, крепкий железный прут.
Ц| Зина: Возьми все.
В' Машин а: Что значит «все»? Я этого не понимаю.
| Зина: Возьми прут, фонарь, пищу, воду.
|||, Машин а: Отлично! Теперь ты полностью экипирован
вля поисков.
К Зин а: Выйди из дома.
Машина: Ты в прекрасной цветущей долине, у твоих
ирг бежит ручеек, слева от тебя какой-то дом.
Зина: Иди.
Ц' Машина: Куда?
|| Зина: Вниз по ручью.
I М а ш и н а: Ты оказался у входа в пещеру, здесь ручеек
Шкрывается под землей. Вход в пещеру закрыт железной
решеткой:.
Зина: Сломай решетку.
Машина: Чем?
Зина: Прутом.
Машина: Отлично! Вход свободен.
Зина: Войди в пещеру.
Ма ш и на: Ты в пещере. На полу стоит маленькая
птичья клетка.
Зина: Возьми клетку.
Машина: Отлично!
Зина: Иди прямо.
М а ш и н а: Ты в просторном мраморном зале. На кар-
низе над тобой сидит маленькая птичка и весело щебечет.
Зина: Поймай птичку.
Машина: Когда ты попытался поймать птичку, она
испугалась и сейчас с тревожным писком мечется по залу.
По-моему, она чего-то боится.
Зина: Чего она боится?
Машина: На такие вопросы я не отвечаю. По-моему,
птичке не нравится какой-то из предметов, которые ты взяла
в доме.
Зина: Брось пищу.
Машина: У твоих ног лежит пища.
Зина: Поймай птичку.
Машина: Птичка не дает себя поймать и с тревож-
ным писком мечется по залу.
Зина: Брось фонарь, прут, бутылку, клетку.
Машина: У твоих ног лежит пища, фонарь, бутылка
с водой, клетка, прут.
Зина: Поймай птичку.
Машина: Птичка успокоилась и легко дала себя пой-
мать.
Зина: Возьми пищу, фонарь, клетку, бутылку, прут.
Машина: Отлично!
Зина: Иди на север.
М а ш и н а: Ты в гроте с зеркальным потолком, по полу
рассыпаны алмазы. Грот раздваивается.
Зина: Возьми алмазы.
Машина: Отлично!
Зина: Иди на север.
Машина: Неожиданно откуда-то со зловещим шипе-
нием выползла огромная змея. Она преграждает тебе путь.
Зина: Убей змею.
Машина: Нападение на змею очень опасно.
Зина: Корми змею.
Машина: Змея не ест твою пищу.
Зина: Пои змею.
Машина: Змея не пьет твою воду.
Зина: Уговори змею.
Машина: Что значит «уговори»? Я этого не понимаю!
3 и н а: Выпусти птичку.
М а ш ина: Очень оригинальная идея! Отлично! Малень-
кая птичка легко прогоняет огромную змею.
Зина: Иди на восток.
Маш и н а: Ты в лабиринте низких ходов, откуда-то до-
носятся подозрительные шорохи. Может быть, вернемся
назад?
Зина: Иди прямо.
Машина: Из-за поворота выскочил огромный одно-
68
13ЫЙ пират и с воплем «Вот кого я сейчас ограблю!» вы-
бывает твои алмазы и, громко хохоча, скрывается в лй-
)инте.
К': Мы играли и играли, не замечая времени. Машина была
«истощима на выдумки. В пещере были и гномы с малень-
»ми топориками, и растение, которое просило воды, а когда
Иы дали ему воду, оно вымахало до потолка и помогло нам
выбраться из каменного мешка. Там были добродушные
Кролли, голодный медведь, охраняющий хрустальный мост,
и огромная раковина, которая чуть было не захлопнула
рину.
Чего там только не было!
Ц Домой мы возвращались уже затемно, так и не иссле-
довав до конца всей пещеры, просто не хватило времени. Мы
долго обменивались впечатлениями и строили планы даль-
нейших поисков сокровищ, пока Зина вдруг не спросила:
— А вы заметили?
— Что?.
— На столе у дяди Олега лежала бумага, на которой
были точно такие же цифры, как у нас в шифровках. Вот.
— Цифры везде одинаковые,— хмыкнул Вовка.
— Тоже мне Шерлоки Холмсы. Цифры-то одинаковые,
да шрифт разный. Вы заметили, что в шифровках цифры
будто нарисованы маленькими точками, а? Я специально
посмотрела, когда мы в машинном зале были, печатающие
устройства вычислительных машин именно точками рисуют
цифры и буквы. То-то же, пинкертоны.
— Глазастая,— позавидовал Вовка.
—- Написать бы такую программу, которая шифровки
расшифровывает,— вздохнула Зина.
Вовка толкнул меня в бок и небрежно сказал:
— Не девчоночье это дело — программы писать.
— Не девчоночье? — возмутилась Зина.— Не девчо-
ночье?! А вы знаете, кто был первым программистом?
Пришлось признаться, что не знаем.
69
— Первой программисткой была дочь поэта БайроНа<
леди Лавлайс! — отчеканила Зина.— Именно она составляла
схемы вычислений для машины Бэббеджа. А я тоже програм-
мисткой буду. Вот.
8. Что же считает машина!
Голова болит не от избытка
знаний, а от их неупорядоч-
ности.
Ирина Борисовна, кл. рук.
Мы втроем, Зина, Вовка и я, стали частыми гостями на
Вычислительном Центре. Мы уже не блуждали по его бес-
конечным коридорам и не спрашивали, почему не слышно
музыки, когда работают магнитофоны. Мы многое узнали про
машины. Но было еще одно важное дело, в котором мы не
продвинулись ни на шаг: шифровки. Время от времени мы
доставали их и погружались в изучение.
— Может быть, это простой шифр,— предложил как-то
Вовка,— помните, каким мы пользовались в третьем классе?
«А» — один, «Б» — два, «В» — три и так далее. Попробуем?
Мы попробовали. Записали весь алфавит и пронумеро-
вали буквы. Небольшие разногласия возникли из-за буквы
«Е», считать ее или не считать. Решили попробовать оба
варианта.
Если первые нули не считать, а взять сразу число 7И60,
то с помощью нашего шифра получается что-то непонятное:
7 — Е или Ж, 1—А, 6—Е. Получилась какая-то несуразица.
~ А если две стоящие рядом единицы это не две буквы
«А», а одиннадцать — буква К? — предложила Зина.— Но
как тогда быть с числом шестьдесят? Буквы с таким номером
вообще нет в алфавите...
— Значит, мы сделали неправильный шифр,— в очеред-
ной раз объявлял Вовка, хотя это и без него было понятно.
Вот так или примерно так мы пытались заниматься рас-
шифровкой. Мы вспомнили все известные нам шифры, но ни
70
ддин не подходил. Мы пробовали расшифровать даже с
шмотью квадрата Виженера, но, как известно, для этого
^ужйо знать ключевое слово. А мы его не знали.
Время шло, и вот наступил день, когда Ирина Борисов-
на сообщила, что завтра будет классный час, на котором нам
с Вовкой предстоит рассказать всем, что же мы узнали про
вычислительные машины.
После уроков мы втроем пошли ко мне домой, чтобы
привести в порядок наши знания и хотя бы составить план
рассказа. Это оказалось совсем непростым делом.
— Что будет вначале, это понятно,— сказала Зина.—
Сережка расскажет про «бе, бе, бе», потом про абаки, соро-
бапы и прочие суан-паны.
। — Потом про Паскаля, Бэббеджа и реле,—сказал я.—
Лот реле перейти к триггеру.
— А тебе сразу же зададут вопрос: почему триггер
пришел на смену реле.
— Это тоже понятно,— сказал я.— Триггер ведь работал
В быстрее. Вот как бы попроще рассказать о том, как работает
[ триггер?
г — Нужно начать с рассказа о самых простых элементах,
из которых состоит любая вычислительная машина,— ска-
зала Зина.— Расскажем о логических элементах.
— Возьмем обыкновенный электрический переключа-
тель,—сказал Вовка,— или, как их называют, «электриче-
ский ключ». Если его контакты разомкнуты, то в электриче-
ской цепи ток не течет, лампочка не горит. Так ведь?
Вовка нарисовал схему:
— А от одного ключа перейдем к двум ключам,— ска-
11 зал я и нарисовал еще две схемы.— Два ключа можно соеди-
J нить или последовательно или параллельно. Я думаю, что
| двух переключателей вполне хватит для объяснения работы
; логических элементов. Обозначим первый ключ XI, а второй
Х2. Замкнутое состояние ключа будем называть «ДА»
(Вопрос: Ключ замкнут? Ответ: ДА), а разомкнутое «НЕТ».
Всю остальную электрическую цепь будем называть «У», и
если в ней течет электрический ток, то есть лампочка горит,
71
-
это будет состояние «ДА» (Вопрос: Лампочка горит? Ответ,-
ДА), а если лампочка не горит, то это состояние «НЕТ».
— Все это можно изобразить табличкой,—уточнила
Г Зина,— Для схемы с последовательным соединением ключей
возможны четыре варианта:
1. Ключ XI разомкнут, ключ Х2 разомкнут, лампочка У
не горит.
2. Ключ XI замкнут, ключ Х2 разомкнут, лампочка У не
/;'торит.
3. Ключ XI разомкнут, ключ Х2 замкнут, лампочка У не
/_"' горит.
4. Ключ XI замкнут, ключ Х2 замкнут, лампочка У горит.
? А если вспомнить обозначения «ДА» и «НЕТ», то
„ Получится вот такая простая табличка:
' XI Х2 У
////' ' ' НЕТ НЕТ НЕТ
///<. .-.-ДА НЕТ НЕТ
НЕТ ДА НЕТ
'-||</ ДА ДА ДА
Из таблички видно, что лампочка будет гореть, то есть
находиться в состоянии «ДА» тогда и только тогда, когда
оба ключа замкнуты, то есть находятся в состоянии «ДА».
Если «НЕТ» обозначить 0, а ДА — единицей, то табли-
-//ца примет следующий вид:
Г/v ./'-"./. XI Х2 У
г/./л о О О
<-> L?I-' '' 10 0
//л- 0 1 0
/;'/<;л '''"..1 1 1
/ Вот после этого можно будет сказать, что два после-
довательно соединенных ключа представляют собой модель
логического элемента «И»,— сказал Вовка,—«У» будет на-
=\ ходиться в состоянии «ДА» тогда, когда «XI» и «Х2» нахо-
дятся в состоянии «ДА».
. < -72
— Уф,— выдохнул я,— ну и работенка. Легче все понять
Ьмому, чем потом объяснить кому-нибудь другому. С логи-
ческим элементом «И» мы, кажется, разобрались. Останется
Волько сказать, что состояние «ДА» принято называть «ло-
гической единицей», а состояние «НЕТ» — «логическим
|йулем». Теперь разберемся с параллельным соединением
|ключей.
| — А что с ними разбираться? — хмыкнул Вовка.—
||Для него тоже можно записать все четыре состояния, и ста-
|нет понятно, что лампочка будет гореть, если хотя бы один
|из ключей замкнут: XI ИЛИ Х2. Тогда таблица состояний
|для логического элемента «ИЛИ» будет выглядеть так:
XI Х2 У
1 1 1
1 0 1
О 1 1
ООО
ЛОГИЧЕСКИЕ 3 Л Е М Е И Т Ы
'И'. "ИЛИ"
можно пмдтвип в виде
- ДВА ПОСЛЕДОМТЕАМО - ДЕЛ ПАРАЛЛЕЛЬНО
6ОЕДИНЕННЫХ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ С0Е&ЖННЫХ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ
£& ИЛИ /
6—45
— Все очень просто. Только ведь для того, чтобы перейти
к триггеру, нужно будет рассказать еще о двух логических
элементах, которые выполняют логические операции.
И мы стали разбираться с еще двумя элементами. Эти
элементы называются «И—НЕ» и «ИЛИ—НЕ». Их отличие
от элементов «И» и «ИЛИ» заключается в том, что там,
где в элементе «И» У= 1, в элементе «И—НЕ» У=0.
элемент «И» элемент «И—НЕ»
XI Х2 У XI Х2 ' У
111 110
10 0 10 1
ООО 001
0 10 0 11
элемент «ИЛИ»
элемент
«ИЛИ—НЕ»
XI Х2 У XI Х2 У
111 110
10 1 10 0
0 0 0 0 0 1
0 1 1 о 1 о
В электрических
чать квадратиками с
схемах эти элементы
двумя 1 ~~
-----—I принято обозна-
входами XI, Х2 и одним выхо-
XI
XI
«И НЕ» и «ИЛИ—НЕ» на
А логические элементы
схемах выглядят так:
У
И—НЕ
Х2
у
ИЛИ—НЕ ---
Х2
74
— Наконец-то,™ вздохнул Вовка,— с простейшими
кирпичиками все ясно, осталось нарисовать вот такую схему
b двух элементов «ИЛИ—НЕ» и назвать ее т р и г г е р о м.
Вовка нарисовал схему:
I'
Г.
i
— Чего я боюсь,— сказал Вовка,—так это того, что
нам слишком долго придется объяснять ребятам про логиче-
ские элементы. ,
— Ерунда,—возразила Зина.-^В нашем возрасте го-
раздо больше, чем у взрослых, развито абстрактное вообра-
жение.
ч — Какое воображение?
— Абстрактное. Так говорит моя мама. Это значит,
что мы гораздо быстрее, чем взрослые, понимаем все новое.
Вовка не стал оспаривать авторитетное мнение Зининой
мамы и почесал в затылке.
— Наверное, так оно и есть,— сказал он.— Но в^е-таки
хорошо бы придумать какой-нибудь пример, поясняющий ра-
боту триггера, потому что, если не понимаешь, что происхо-
дит вначале, заснешь от скуки в конце. С логическими эле-
ментами «И» и «ИЛИ» мы выкрутимся, нарисуем последо-
вательно и параллельно соединенные элетрические ключи,
расскажем про логический ноль и логическую единицу, изо-
бразим таблички состояний, и все будет понятно. Потом рас-
скажем об электрических импульсах, которые вы-
75
полняют роль нулей и единиц в вычислительных машинах.
Что такое импульс, будет просто понять, если опять вспомнить
схему с одним ключом. Если на время Т, скажем пять секунд,
замкнуть ключ, то в электрической цепи появится напряже-
ние, лампочка будет гореть, то есть получится электрический
импульс, длительностью пять секунд. Когда напряжения нет,
это состояние «О», а когда оно есть, это состояние «1».
— Я понял, как можно объяснить работу триггера!
сказал я.— Тоже с помощью переключателей. Нужно будет
только сказать, что во всех предыдущих примерах мы пользо-
вались переключателями без фиксации, то есть кнопками.
Пока нажимаешь на кнопку, цепь замкнута, а только убрал
палец с кнопки, цепь разомкнулась. А триггер можно пред-
ставить себе как переключатель с фиксацией, например, как
стенной переключатель. Такой переключатель имеет два
устойчивых положения: «включено» и «выключено». Он не
может быть в промежуточном состоянии и обязательно пере-
ходит в одно из двух устойчивых. Для того, чтобы перевести
выключатель из положения «выключено» в положение «вклю-
чено», требуется какое-то усилие, например, щелчок. И точно
такое же усилие, но в обратном направлении, требуется для
того, чтобы вернуть его в исходное состояние. Стоит только
один раз установить выключатель в какое-нибудь положение,
и он будет находиться в нем сколько угодно долго. Можно
сказать, что такой выключатель обеспечивает запоминание
того положения, в которое был последний раз установлен.
Так как положений всего два, то такой выключатель можно
назвать двоичным запоминающим устройством.
— Здорово! — сказала Зина.— У выключателя два по-
ложения «вкл» и «выкл», а у триггера тоже два состояния —
«установка» и «сброс», и для перехода из одного состояния
в другое ему тоже нужен щелчок. Для триггера таким щелч-
ком будет электрический импульс, поданный на вход «уста-
новка» или вход «сброс». Этот импульс нужен на очень корот-
кое время, в течение которого триггер начнет менять свое
состояние. А потом будет находиться в этом состоянии сколько
угодно долго.
76
В — Ну что ж,— сказал Вовка. По-моему, вполне при-
личный пример. Останется сказать, что триггер имеет два
Импульсных входа и два выхода. Только выходы эти не им-
иульсивные, а... Зина, как их назвать?
1 — Это потенциальные выходы, то есть с выхода триг-
гера поступает не короткий импульс, а сколько угодно длин-
ный.
— Ну вот, разделались с триггером,— сказал я.—
рСамое главное, что нужно про него помнить, это то, что корот-
кий сигнал, или импульс, на входе вызывает на выходе по-
стоянный сигнал, поэтому триггер запоминает последний из
поданных на его вход импульсов, или изображает ноль или
единицу.
— А так как триггер может помнить только ноль или
единицу, то считает вычислительная машина в системе счис-
ления, которая называется двоичной.
Мы записали на листках в клетку то, что нам показа-
лось очень важным, но сложным для запоминания:
Двоичная система 0 1 10 11 100 101 но 111 1000 1001 Десятичная система 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Каждая единица или ноль называется двоичным разрядом.
Один двоичный разряд называется «бит», по двум первым и
последней буквам английских слов «binary digit», что как раз
и означает в переводе «двоичный разряд».
Поставленные в ряд десять или двадцать триггеров
могут запоминать десять или двадцать двоичных разрядов.
Обычно машины работают с десятичными числами длиной не
больше 20 десятичных разрядов. В двоичном виде это соот-
ветствует 60 двоичным разрядам. Такое 60-разрядное число
называется «машинное слово».
— Длину машинного слова задает конструктор при раз-
работке вычислительной машины,— сказал Вовка.— Сколько
триггеров в ряд он решит поставить, с такой длины словами
машина и будет работать.
— Кто бы мог подумать,— засмеялась Зина,— что от
громоздких десятичных колес, реек и прочей механики тех-
ника в конце концов придет к устройству, которое «умеет»
считать всего до двух. Ноль, один, ноль, один. Есть импульс —
один, нет импульса — ноль.
— Так ведь сколько пришлось изобрести, чтобы прийти
к такой простоте! — сказал Вовка,— Все гениальное просто!
78
9. Классный час, или Все про ЭВМ.
Чем больше узнаешь, тем
больше неизвестного остается.
Из мудрых мыслей, иногда при-
ходящих мне в голову.
А на следующий день был классный час. Это только так
называется «классный час», на самом деле после уроков мы
задержались часа на три.
Сначала я изобразил на доске свою хронологическую
табличку:
пальцы
камушки, узелки на веревочке, зарубки на бирках
абак
соробан, суан-пан, «русские щоты»
машина Шикарда
машина Паскаля
машина Бэббеджа
реле
РВМ-1 инженера Бессонова
триггер
современная ЭВМ
Пока я рассказывал про камушки, прутики, десятичные
колеса, все было нормально, ребята просто слушали, но,
когда я перешел к составным частям современной вычисли-
тельной машины, они взбунтовались и заставили рядом с
хронологической таблицей написать на доске словарь новых
слов. Пришлось писать:
Арифметическое устройство, или «мель-
ница» в машине Бэббеджа,— устройство, выполняющее ариф-
метические операции.
Устройство управления — управляющий
центр ЭВМ, дает приказы арифметическому устройству на
выполнение операций.
79
Устройство памяти, или просто память, или
«склад» в машине Бэббеджа, хранит информацию для ариф-
метического устройства (данные) и для устройства управле-
ния (команды).
Устройство ввода и вывода — устройство, с
помощью которого в ЭВМ вводятся команды и данные и вы-
водятся результаты вычислений.
Регистр — устройство, в котором хранится одно ма-
шинное слово.
Бит — один двоичный разряд, то есть 0 или 1.
Когда в моем рассказе встречались еще новые слова,
я их дописывал. Плохо, что мы сразу не сообразили с Вовкой
завести себе такой словарь. Зине-то он ни к чему: у нее,
как говорит Ирина Борисовна, память феноменальная. После
того как я рассказал про триггер, мы с Вовкой продемонстри-
ровали работу нашего шагового искателя, который, конечно
же, очень скоро сломался, и всем стало ясно, почему триггер
заменил реле.
А потом настала Вовкина очередь рассказывать, как в
вычислительной машине выполняются арифметические опе-
рации.
Выглядел Вовка очень внушительно: он расхаживал
вдоль доски, в одной руке тряпка, в другой мел, ну просто вы-
литый профессор.
— Любую арифметическую задачу можно свести к
четырем арифметическим действиям,— говорил Вовка про-
фессорским голосом.— Сложение похоже на вычитание, а
умножение на деление, поэтому я и расскажу, как вычисли-
тельная машина складывает и умножает. Дмитриев, ты
почему вертишься? — спросил вдруг Вовка так громко, что
Сашка Дмитриев аж подпрыгнул.— Я что, неинтересно рас-
сказываю?
— Интересно,— сказал Дмитриев,— только чего кри-
чать?
80
j — Итак, продолжим,—многозначительно сказал Вов-
а,— Правила двоичного сложения очень просты.— Он на-
ле ал на доске:
04-0=0
При сложении двух единиц получаем в младшем разряде
ноль, а единица переносится в следующий разряд, и чи-
тается такое двоичное число не «десять», а «один-ноль».
А теперь вот такой вопрос: что нужно иметь для сложения
двух чисел?
— Два числа,— сказал Дмитриев, и в классе засмеялись.
Но Вовку не так-то просто сбить с толку. Он благосклонно
покивал головой и, дождавшись, когда смех утихнет, сказал:
— Правильно, нужно иметь два числа, А где лежат
числа в вычислительной машине? Правильно, в регистрах.
81Л
Значит, для сложения двух чисел нужно иметь два регистра
для слагаемых и один регистр для суммы. Возьмем два числа,
например такие:
регистр первого слагаемого: 00100101
регистр второго слагаемого: 01110001
— Что должно делать арифметическое устройство?
задал Вовка еще один вопрос и сам же на него ответил: -
Оно должно проверять один за другим разряды слагаемых и,
пользуясь правилами сложения, устанавливать разряды в
регистре суммы. Кто попробует поработать арифметическим
устройством.
Попробовать вызвался Сашка Дмитриев. Он вышел к
доске и взял у Вовки мел.
— Начинать справа налево? — спросил он и, получив в
ответ Вовкин утвердительный кивок, продолжил: — В самых
правых разрядах обоих слагаемых стоят единицы. Один плюс
один будет ноль, а единицу пока держим в уме. Следующие
разряды в обоих слагаемых нули, ноль плюс ноль будет
ноль, да еще та единица, которая была в уме... пишем еди-
ницу. ''' <
Дмитриев очень скоро закончил сложение и отошел от
ДОСКИ, '
— Вот что получилось,— сказал он.
' ,,00100101
4)1110001
4 10010110
> — Все верно,— сказал Вовка,— но так как на каждую
вычислительную машину Дмитриевых не напасешься, то в
вычислительных машинах применяется для сложения элект-
ронная схема, которая называется сумматор. Она имеет
два входных регистра, куда помещаются слагаемые, и один
выходной регистр, откуда потом извлекается сумма.
Вовка предложил еще несколько примеров на сложение
и, когда все вдоволь наупражнялись, сказал:
. 82
? — А теперь про умножение. Как мы умножаем? С по-
мощью таблицы умножения, которую заучили наизусть.
Умножая шесть на четыре, мы тут же вспоминаем ответ:
двадцать четыре. Но, если хорошенько разобраться, умно-
жение — это просто сокращенная форма сложения. Сказать
«умножить шесть на четыре», это то же самое, что сказать
«взять шесть четыре раза». Если мы вдруг забудем таблицу
умножения, мы легко и просто получим правильный ответ с
помощью сложения, этот процесс хоть и слишком длинный,
но ничуть не хуже. Вычислительная машина выполняет умно-
жение именно этим простейшим способом — рядом после-
довательных сложений. Так как машина может одновре-
менно складывать только два числа (у сумматора два вход-
ных регистра), то операция умножения шести на четыре будет
выглядеть так:
+1
. 6 — первое сложение
'JL
, 12— второе сложение
+_6
! 18—-третье сложение
+_6
24— четвертое сложение
— А как же умножать многоразрядные числа? — спро-
сила Вера Симонова,— Например, триста двадцать семь на
сорок два. Это что же, придется бедной вычислительной ма-
шине сорок два раза складывать?
— Вычислительная машина — хитрая штука,—усмех-
нулся Вовка.— Как мы умножаем на бумаге? Сначала ум-
ножаем триста двадцать семь на два, а потом триста двадцать
семь на четыре, пишем второе произведение не точно под пер-
вым, а сдвинув влево на один знак, так ведь?
83
Вовка написал на доске пример с умножением:
327 множимое
42 множитель
654 первое частичное произведение
1308 второе частичное произведение
13734 конечный результат
Сдвинув частичное произведение тысяча Триста восемь
йа один разряд влево, мы будто бы умножили его на десять,
только ноль не написали в конце. Значит, второй раз мы умно-
жали не на четыре, а на сорок. В вычислительной машине
вместо смещения второго частичного произведения влево
первое частичное произведение сдвигается вправо, это дает
тот же самый результат.
— Так, значит, регистр сумматора умеет сдвигать поло-
жения всех цифр? — спросила Вера Симонова.— Так бы сра-
зу и сказал.
; ? — А я и сказал бы,— обиделся Вовка,— Такой регистр
f Называется сдвигающим регистром или регистром сдвига,
rfffenepb мы можем записать правила машинного метода умно-
:|йейия:
1. Взять самый младший разряд множителя.
2. Послать множимое в сумматор столько раз, какова
цифра множителя.
7; У'д 3. Сдвинуть частичное произведение вправо.
V 4. Взять следующий, старший, разряд множителя и
повторить указанную последовательность.
.•Х?С умножением все ясно,— сказал Дмитриев.— А вот
отй^да машина берет все эти числа, которые потом склады-
- < вает ж умножает?
— И чего вы все спешите? — возмутился Вовка.— Я же
все порядку рассказываю. Откуда же ей еще брать все
ЭХИ Ниеда? Конечно со «склада», где они лежат. Скворцов
/Хуже.оказал, что «склад» в современных машинах называется
< «йамять». Перед тем как решать какую-нибудь задачу, вся
у информация о ней должна быть помещена в память машины,
а уж машина по ходу вычислений берет оттуда слово за сло-
|Вом для обработки. Результаты вычислений опять передаются :
|в память, так как они могут понадобиться для дальнейших -
^расчетов. А когда все вычисления закончены, окончательный
|ответ направляется из памяти в устройство вывода, которое
;печатает результат на бумаге или на экране терминала. Все
понятно?
— Вроде бы понятно, а если разобраться, то ничего не
понятно,— сказал Сашка Дмитриев.— Как я понял, память —
это просто очень большое количество регистров, в которых
хранятся числа, так ведь?
— Так,— подтвердил Вовка.
— И как же машина разбирается, из какого регистра
памяти нужно взять число? Путаница какая-то полу-
чается.
— Никакой путаницы не получается,— ответил Вовка,—
В школьном гардеробе сколько вешалок? Много. Но ведь
гардеробщик каждый день отдает тебе твою куртку, а не чью-
нибудь другую. Почему же здесь нет никакой путаницы?
— Потому что номерки. Я отдаю гардеробщику номерок,
он ищет вешалку с таким номером и отдает мне мою куртку,
очень просто.
— Вот так же просто устроена и память машины. Ре-
гистры памяти чаще всего называют ячейками памяти
и говорят, что у каждой ячейки есть адрес и содержимое.
Содержимое — это то, что лежит в ячейке, а адрес — это
просто номер ячейки. Ты ведь в гардеробе неДоворишь: «Дай-
те мне зеленую куртку с оторванной пуговицей»,— а просто
протягиваешь номерок и взамен получаешь свою куртку.
Вот для гардероба номерок — это адрес ячейки, а куртка —
содержимое ячейки.
— А откуда тогда машина узнает нужные ей адреса
ячеек? Опять немного понятно и еще больше непонятно,—
не отставал от Вовки. Дмитриев.
— Ты меня своими вопросами доконаешь! — не выдер-
жал Вовка.— Я же все по порядку рассказываю! Вот сейчас
я как раз хотел перейти к устройству управления, управ-
ляющему центру ЭВМ. Как диспетчер на железнодорожной
85' ’
станции контролирует движение составов, так и устройство
управления контролирует работу всех отдельных блоков вы-
числительной машины. Представим себе, что в памяти ма-
шины уже лежат все данные, но ведь арифметическое устрой-
ство не начнет складывать, вычитать, умножать или делить,
пока не получит от устройства управления приказа. Оно
просто не знает, что делать, поэтому ничего и не делает. А все,
что может делать арифметическое устройство, описано систе-
мой кома и д, которую понимает устройство управления.
— Так, значит, в памяти машины лежат одновременно и
команды и данные? — опять спросил Сашка Дмитриев.
— Лежат, конечно. Где же им еще лежать, как не в па-
мяти,— сказал Вовка.— Устройство управления одну за дру-
гой последовател ьно берет из памяти команды и ре-
шает, что нужно приказать арифметическому устройству.
— Неплохо бы это показать на примере,— подсказал
я Вовке.
— На примере так на примере,— согласился тот,—
изобразим пример сложения:
С=А+В
Как можно понять эту запись? Очень просто: сложить
два числа А и В, результат положить в С. Или, зная уже,
что числа лежат в ячейках, можно сказать так:
к содержимому ячейки по адресу А
добавить содержимое ячейки по адресу В
результат положить в ячейку с адресом С
Устройство управления понимает все это так:
взять число из ячейки по адресу А и положить в сумматор
взять число из ячейки по адресу В и положить в сумматор
включить сумматор
переслать содержимое выходного регистра сумматора в
ячейку по адресу С
Когда счет будет закончен и устройство управления
встретит приказ «напечатать С», оно отдаст команду устрой-
ству вывода, которое и напечатает результат на бумаге или
экране терминала.
«6
Тут Вовка заметил, что Сашка Дмитриев опять пы-
тается что-то спросить, и замахал на него руками:
— Я уже знаю, что ты хочешь спросить. Откуда про-
грамма появляется в памяти машины, так ведь? Для этого
и служит устройство ввода. В памяти машины вся инфор-
мация теряется при выключении машины, а как же быть,
если команды и данные могут понадобиться не только сегодня,
но и завтра или через полгода? Для хранения программ и
данных служат магнитные диски и магнитные ленты. Ин-
формация на них записана так же, как музыка на обыкно-
венных магнитофонных лентах, и может быть считана в па-
мять машины в любое время. Вот и все.
Но это оказалось далеко не все. Как только Вовка
закончил свое выступление, на нас тут же градом посыпались
вопросы.
Как составлять программы? Неужели программист дол-
жен все числа записывать в двоичном виде, даже десяти-
значные?
Как устроены магнитные ленты и магнитные диски?
Что такое «языки программирования»?
. А когда мы рассказали про «Приключения в пещере»,
вопросам вообще не было конца. Откуда машина узнала че-
ловеческую речь? И вообще, как появилась эта самая пещера
и всякие гномы, тролли, пират и сокровища? Неужели ма-
шина сама все это придумала? J
На некоторые вопросы мы смогли ответить, но гораздо
больше было таких, ответы на которые мы сами бы с удо-
вольствием послушали. Когда у нас уже стали заплетаться
языки, на помощь пришла Ирина Борисовна:
— Ребята! — сказала она.— Скворцов и Семечкин рас-
сказали только самое основное про вычислительные машины,
нельзя же требовать от них досконального знания вычисли-
тельной техники. А все остальное вы узнаете, когда будете
изучать основы информатики и вычислительной техники.
Ответом ей был всеобщий стон разочарования. Никому
не хотелось так долго ждать, и все тут же решили организо-
вать экскурсию на Вычислительный Центр. Пока шло бурное
87
обсуждение предстоящей экскурсии, мы потихоньку улизнули
из класса. Ведь у нас было еще одно дело.
— Да, это не ракеты запускать на чужой балкон,—
сказал Вовка, расстроенный тем, что не смог ответить на все
вопросы.
— А ты что же думал,— спросила Зина,— вот так
раз-два, раз-два и узнали все про ЭВМ? Так только в сказ-
ках бывает. А вот что мы с шифровками делать будем?
— Что с ними еще делать? Расшифровывать,— сказал
я,— на то они и шифровки. (Странно все-таки, что они пришли
сразу троим. Что-то здесь кроется...
10. Невидимая часть машины, или Чего мы не знали
Почему-то поиски всегда на-
чинаешь из самого дальнего уг-
ла, хотя то, что ищешь, лежит
рядом.
Мое личное наблюдение.
— Все понятно,—сказал дядя Олег, когда мы расска-
зали ему о классном часе,—Вы узнали только про одну
часть машины — аппаратную. А это всего только половина
вычислительной машины.
-5— Как так — половина? — От удивления Вовка даже
раскрыл.-—А где же другая половина?
Другая половина машины невидима,—сказал дядя
':У:>Олег.— Ее нельзя потрогать руками. Это программное обеспе-
или комплекс программ, которые облегчают человеку
-о^ЙЙние с ЭВМ. Современные вычислительные машины мо-
гут в одну секунду выполнять миллионы сложений, вычи-
таний, умножений и делений, поэтому они и стали незаме-
нимымй помощниками человека. Но любая, даже самая
бдежрая и мощная, вычислительная машина не сможет ра-
ботать до тех пор, пока не будет создана программа
вычислений. Программа — это последовательность команд
или действий. Когда вычислительных машин не было и в по-
мине, люди уже пользовались программами. Да вот вы са-
ми ежедневно исполняете десятки программ.
— Мы? А почему же мы об этом не знаем?
— Как не знаете? Очень даже хорошо знаете. Вот
как, например, выглядит программа «Переход», которой вы
ежедневно пользуетесь, переходя улицу:
1. Остановиться на краю тротуара.
2. Посмотреть налево.
3. Если есть машины слева, оставаться на месте.
4. Если нет машин слева, дойти до середины улицы.
5. Посмотреть направо.
6. Если есть машины справа, оставаться на месте.
7. Если машин нет, продолжить путь.
— Какая же это программа? — усмехнулся Вовка.—
Это так... правила.
— Это самая настоящая программа,— сказал дядя
Олег.—- Она описывает последовательность твоих действий
при переходе через дорогу.
— А кулинарный рецепт, это тоже программа? — спро-
сила Зина.
— Да, кулинарный рецепт, узор для вязания и распо-
рядок дня — все это программы.
— Раз так, то и ноты будут программой для музы-
канта,— сказал Вовка.— Музыкант смотрит в ноты и одну
за другой нажимает клавиши рояля.
— Вот видите, а говорили, что ничего о программах
не знаете. Как музыкант не сможет правильно сыграть ме-
лодию без нот-программы, так и вычислительная машина
не сможет делать вычисления без программы вычислений.
Если сравнивать ЭВМ с мозгом, который умеет очень быстро
«думать», то программы — это умные мысли в этом мозгу.
— Сашка Дмитриев наверняка бы спросил, что важнее,
мысли или мозг.
— Так нельзя ставить вопрос,— сказал дядя Олег.—
Не имеет смысла говорить о том, что важнее, обе части
машины одинаково важны. Устройство ввода не сможет
89
7—45
прочесть ни одной магнитной ленты, если не будет программы,
описывающей, как нужно читать.
— Значит, нужен человек, который напишет программу
для вычислительной машины,— сказала Зина.
— И профессия этого человека — программист.
Только программист может научить машину читать магнит-
ные ленты, решать сложные задачи или общаться с чело-
веком на человеческом языке. Машина ведь понимает один-
единственный язык...
— Язык двоичных цифр,— сказал Вовка.— Ноль-один-
ноль-один.
— Правильно, команды и данные хранятся в машине
именно в таком двоичном виде. Но люди-то привыкли к сов-
сем другой системе счисления — десятичной. Значит, прог-
раммист должен написать программу перевода привычных
нам десятичных чисел в те, которые понимает машина —
в двоичные. А знаете, скольким языкам обучили ЭВМ про-
граммисты? Более чем тремстам!
— На английском хорошо говорить с друзьями, на не-
мецком с врагами,— сказал Вовка.— Так, что ли?
— Именно так, как в этом знаменитом высказывании.
Если вы хотите написать программу для вычислений, то
лучше всего использовать ФОРТРАН, название этого языка
произошло от первых букв слов ФОРмула, ТРАНслятор.
ФОРТРАН специально предназначен для описания вычисле-
ний. Если же нужно писать программу для каких-нибудь
экономических задач, для обработки текстов или списков,
то можно использовать Кобол или Паскаль.
уу--—-:Язык назвали «Паскалем» в честь Блеза Паскаля? —
<' цпфобнж- Зина.
/УкУу~; Да, это дань уважения выдающемуся математику и
КОНртруКТдру. А как по-вашему, что нужно сделать, чтобы
мащИна могла понимать такое огромное количество языков?
—т Переводчик нужен,— сказал я.
— Правильно. Нужна программа-переводчик. Когда
говоришь с Иностранцем и не знаешь его языка, то нужен
переводчик, который знает оба языка и переводит твои
90
слова с русского, например, на английский. Так и здесь.
С одной стороны человек, которому удобно описывать вы-
числения формулами, а с другой стороны машина, которая
формул не понимает, зато понимает нули и единицы.
— И тогда программист создает программу-переводчика,
которая переводит язык формул на язык нулей и единиц,—
подхватил Вовка,— здорово придумано!
— Такие программы называются компиляторами или
трансляторами,— сказал дядя Олег.
— А можно научить машину понимать человеческий
голос? — спросил Вовка.— Спрашиваешь у нее: «Который
час?» А она тебе в ответ: «Десять часов двадцать минут.
Опять в школу опоздал».
Мы с Зиной рассмеялись, а дядя Олег сказал:
— Напрасно смеетесь. Сейчас в нашей стране ведутся
большие работы по «обучению» вычислительных машин че-
ловеческой речи. Так что очень скоро появятся и такие
машины, о которых мечтает Вовка.
— На классном часе, точнее, после него, у нас спра-
шивали, откуда машина знала, что отвечать, когда мы иг-
рали в «Приключения в пещере»,— сказал я. >
— И откуда взялись тролли.
— И пират, и сокровища.
Дядя Олег весело рассмеялся.
— А машина ничего такого и не знала, и знать ей не
положено ни о каких сокровищах и пиратах.
— А как же тогда мы играли?
— Вы играли не с машиной, а с заложенной в нее про-
граммой. ЭВМ заботилась только о том, чтобы ответ на ваши
действия приходил как можно быстрее. Машина не пони-
мает, что такое «дом» или «птичка». Программист должен
составить словарь слов, описание всех ситуаций, в которые
вы попадали, и описание всех возможных маршрутов. Ког-
да вы печатали слово «дом», каждая буква преобразовы-
валась программой в двоичный код, который потом сравни-
вался с кодом слов, записанных в словаре. Если такого сло-
ва не находилось, на экране терминала вы читали: «Я этого
91
не понимаю»,— а если слово было найдено, программа иска-
ла описание места, в котором вы находились, схему маршру-
тов, и только после этого вы получали ответ на ваши
действия. Такие программы, работающие в диалоговом ре-
жиме (вопрос—ответ), могут быть не только игрушками.
Есть программы-переводчики, программы-психиатры, создан-
ные в помощь врачам, программы-справочники. Кстати,
в шахматы тоже играет не машина, а заложенная в нее
программа.
Зина о чем-то задумалась, пошепталась с Вовкой, а
потом спросила:
— А можно написать программу, которая расшифровы-
вала бы зашифрованные письма?
— А кто же запрещает? — в свою очередь спросил дядя
Олег.—- Конечно, можно написать такую программу. Нужно
только хорошо представлять, как вы будете расшифро-
вывать. Вы представляете?
— Пока не очень,— пробормотал Вовка.
11. Бабушкина подсказка, или Кое-что проясняется
Бабушки все знают, у них
С за плечами жизненный опыт.
1 - Зина Белова, 6 «а».
Мы втроем сидели у меня в комнате и сосредоточенно
молчали. На столе лежали шифровки. В тишине раздава-
лись тяжелые Вовкины вздохи, да похрустывал карандаш,
который я почти изжевал.
—- А если утюгом погладить? — предложил Вовка.—
Я читал про такое: прогладишь утюгом, а на бумаге буквы
проступают. Попробуем?
— Ерунда,—сказала Зина,—тут что-то совсем другое.
— А что? -
— Если бы я знала...— начала Зина, но тут в ком-
нату вошла бабушка, и мы замолчали.
Бабушка посмотрела на наши грустные физиономии и
вздохнула:
— И чего это вы в комнате сидите? Шли бы на улицу,
погода такая замечательная.
— Что-то не хочется,— сказал я.
— А это что? — бабушка подошла к столу и посмотре-
ла на шифровки.— В школе задали, что ли? Цифирки какие-
то, цифирки. Хм, странно как,— сказала бабушка,— столько
цифирок, и ни одной девятки,— и что-то бормоча о загру-
женности школьников уроками, она вышла.
Стукнувшись лбами, мы склонились над шифровками.
И в самом деле: ни в одной из записок не было не только ни
одной девятки, но и ни одной восьмерки.
— Это еще ни о чем не говорит,— заявил Вовка.—
Просто буквы с номерами восемь, восемнадцать, двадцать
восемь, девять, девятнадцать и двадцать девять оказались
не нужны. И все дела.
— Ну это вряд ли,— сказал я.
— А вдруг это восьмеричная система счисления? — пред-
положила Зина.— Система, в которой после семи сразу идет
десять?
Мы уже знали, что такая система счисления тоже
применяется в вычислительных машинах. Но какое это мо-
жет иметь отношение к нашим шифровкам?
— А почему программисты так любят восьмеричную
систему счисления, знаете? — спросила Зина.— Почему имен-
но восьмеричная, а не шестеричная или девятеричная? 9
— Ну и почему?
— А вот почему: как будет выглядеть семь в двоич-
ной системе счисления?
— Три единицы,— сказал Вовка.
— Правильно, три единицы. Значит, любое двоичное чис-
ло можно разбить на группы по три знака и каждую такую
тройку заменить одной цифрой от нуля до семи.
— И что дальше?
— А какой длины бывают слова в вычислительной ма-
шине? — опять спросила Зина.
93
— Какую длину конструктор захочет сделать, такой и
будет.
— А самая распространенная длина какая? — не отста-
вала Зина.
— Шестнадцать двоичных разрядов,— сказал Вовка, все
еше не понимая, к чему она клонит.
— Тоже правильно,— подтвердила Зина.— Возьмем
шестнадцатизначное двоичное число и разобьем его на груп-
пы по три знака.
Шестнадцатиразрядное двоичное число:
0001011010100011,
: '^азбйтбё на группы по три знака, будет выглядеть так:
Ц 0 001 ОН 010 100 ОН
?=','-^--'Получилось пять трехразрядных групп и еще один
разряд. •
— Этот самый левый разряд обозначает знак числа,—
сказала Зина,— Если это 0, то число положительное, а
если 1 — отрицательное. Теперь можно каждую группу из
трех разрядов заменить соответствующим восьмеричным чис-
лом. Вот что получается:
0 1 3 2 4 3
— В старшем разряде стоит нуль, значит, число поло-
жительное, то есть—плюс тринадцать тысяч двести сорок
три.
— Вот и получается,— сказала Зина,— что для пред-
ставления шестнадцатиразрядного двоичного числа можно
использовать шестиразрядное восьмеричное. А теперь по-
смотрите на шифровки.
Мы еще раз посмотрели на шифровки. Все числа были
шестиразрядные! И первой цифрой каждого числа был 0.
Значит, все числа были положительные!
— Зина, ты гений! — сказал Вовка, и я с ним согла-
сился.
— Нет,— заскромничала Зина,— просто я готовлюсь
стать программисткой. И как это я раньше не догадалась,
что в шифровках числа восьмеричные?! Ну ладно, давайте
думать, что нам дальше делать.
И мы стали думать, но больше ничего не придумали.
Наверное, в один день приходит только одна мудрая мысль.
12. Наконец-то ключ к разгадке!
Нет такой задачи, которую
нельзя было бы решить, хоро-
шо подумав и почитав книги.
Твердое убеждение Зины. Беловой
Мы и так Зинку Белову уважали, но, когда она дога-
далась о восьмеричных числах, зауважали еще больше. Ее ав-
торитет подскочил у нас аж до потолка. Поэтому мы и не
95
возражали, когда она дала нам важное задание. Задание
было такое:
:ййСЙ — Где-то я читала, не помню где, что в вычислитель-
;йной машине бывают не только слова, но и полуслова,—
й йй сказала Зина,—Вы разберитесь, что это такое и с чем его
ёдят, а я сбегаю в библиотеку, полистаю одну книжку. Есть
й <., ум еня идейка...
й;/;л,,?й' Что это за идейка, мы спрашивать не стали. Беспо-
й-^й.ййно. Если захочет, сама скажет, а не захочет — клещами
не вытянешь. И мы стали разбираться с полусловами. Ока-
/ЙйййИйось? это очень просто. Если взять какое-нибудь шест-
ой гЙЙдцатиразрядное слово и разбить его на две половины по
восемь разрядов в каждой, то эти восемь разрядов и будут
называться полусловом.
Шестнадцатиразрядное слово:
||йй'Z . - ’ 0101001111001011
оно же, разбитое на полуслова:
01010011 11001011
— Что-то чудит Зинка,— сказал я.— Слова, полуслова.
А что толку-то?
— У нее же идейка,— хмыкнул Вовка,— А наша задача
разобраться, вот и давай разбираться.
•16-ти разрядные слова
старшее полуслово младшее полуслово 0
старшее полуслово младшее полуслово 2
старшее полуслово младшее полуслово 4
? „ '
старшее полуслово младшее полуслово 6
8-ми разрядные полуслова
слово
младшее полуслово
О
1
старшее полуслово
слово
младшее полуслово
2
3
старшее полуслово
слово
младшее полуслово
4
5
старшее полуслово
— Значит, записывая слово в полусловах, нужно эти
самые полуслова переставлять местами. Тут только вот что
неудобно: в восьмиразрядном полуслове не укладывается
целое число групп по три разряда.
— Ну и пусть себе не укладывается. Смотри:
0111000101011001 —шестнадцатиразрядное двоичное Слово
0 111 000 101 ОН 001 —оно же, разбитое
на группы х
0 7 0 5 3 1 — его восьмеричное
представление,
а теперь это же слово разобьем на полуслова, а уж полу-
слова представим в восьмеричном виде:
01110001
старшее
01 но 001
1 6 1
01ОПОО1
младшее
01011 001 — разбитое на группы
1 3 1 — восьмеричное представ-
ление.
97
То есть, если восьмеричное слово 070531 записать в
восьмеричных полусловах, это будет 161 и 131, а если уж быть
совсем точным и делать все по правилам и писать сначала
младшее полуслово, а потом старшее, то это будет так:
070531 — восьмеричное слово
131 161 — восьмеричные полуслова. Сначала младшее, по-
том старшее.
Мы записали еще несколько восьмеричных шестираз-
рядных слов и начали было для тренировки каждое из них
расписывать по полусловам, как раздался длинный-предлин-
ный звонок в дверь, потом еще один и еще.
— Зинка пришла! — воскликнул Вовка.— Иди скорее
открывай, а то она весь дом переполошит.
Это и в самом деле была Зина. Она запыхалась и стара-
лась выглядеть серьезной, но губы так и расплывались в
улыбке.
— Ну, как дела? — спросила она.
— Нормально,— сказал Вовка.— С полусловами разо-
брались. Там есть только одна сложность: когда делишь на
группы слово и полуслова, эти самые группы получаются
разными. А ты что выяснила?
— Я много чего выяснила,— ответила Зина.— Я же го-
ворила, что у меня идейка. Помните, дядя Олег говорил
нам, что когда мы печатали слово «дом», машина сначала
переводила каждую букву в число?
Помним.
— Вот и я решила найти, как кодируются буквы в вы-
числительной машине.
у^'Нащла? — хором спросили мы с Вовкой.
— Конечно!
у -Вот этот код, который знает каждый программист:
А— 141 . Б—142 Е — 145 Ж — 166 К — 153 Л — 154
- ''В — 167 3—172 М — 155
; г— 147 И— 151 Н— 156
Д — 144 Й — 152 О — 157
П — 160 Ф — 146 Щ — 175
Р — 162 X— 150 Ь — 170
С — 163 Ц—143 Э — 174
Т — 164 Ч — 176 Ю — 140
У — 165 Ш — 173 Я — 161
? — 077 (вопросительный знак)
, — 054 (запятая)
. — 056 (точка)
— 040 (промежуток между словами)
— Для представления одной буквы используется трех-
значное восьмеричное число. Вот! — торжествующе сказала
Зина.
— Или одно полуслово,— сказал я.— Постойте, постой-
те... Значит, в одном машинном слове может храниться две
буквы?
— А для того, чтобы расшифровать наши шифровки,
нам нужно разбить слова на полуслова, правильно эти полу^
слова переставить, и каждому полуслову, используя Код,
поставить в соответствие букву!
Мы взяли каждый по листку бумаги и расписывали сна-
чала восьмеричные числа в двоичные шестнадцатеричные,
потом делили шестнадцатеричные пополам, получившиеся
полуслова опять преобразовывали в восьмеричные числа.
Дело это, честно говоря, довольно нудное, и через некоторое
время Вовка пробормотал:
-т~ Недостойно одаренному человеку подобно рабу...
— ...тратить время на вычисления, которые с успехом
могут быть поручены машине! — подхватила Зина.—За
чем же дело стало? Пойдемте на Вычислительный Центр и
напишем программу, которая бы делала за нас эту работу!
— Чего же мы сидим! Идем скорее,— заторопился Вовка.
И мы отправились на Вычислительный Центр.
ВАВИЛОНСКАЯ
От автора
Когда я написал «И мы
отправились на Вычислитель-
ный Центр», раздался звонок в
дверь. Это были Сережка, Вов-
ка и Зина.
— А что же было даль-
ше? — спросил я у них.
— Мы пошли на Вычисли-
тельный Центр и начали писать
первую в своей жизни програм-
му для вычислительной маши-
ны,— сказала Зина.— Вы, на-
верное, думаете, что это очень
просто—написать про-
грамму?
— Написать-то, конечно,
можно и на бумажке,— под-
хватил Вовка,— но то, что на-
писано на бумажке, машина
не понимает. Нужно ввести
программу в машину. Для это-
го нам пришлось изучить, как
работает специальная про-
грамма для ввода текстов, она
называется редактор. По-
том программу нужно о т-
транслировать. Этим
занимается программа-тран-
слятор, очень умная програм-
ма, которая переводит нашу
программу на язык двоичных
машинных команд.
— Не обошлось и без
ошибок,— сказал Сережа.—
А ведь машина ошибок не по-
100
нимает и не признает. Но в кон-
це концов мы расшифровали
записки.
— И что же там было? —
не удержался я от вопроса.
— А вы и про это хотите
написать? — спросила Зина.
— Конечно,— сказал я.—
Как-то нехорошо получится,
текст шифровки есть, я с вашей
помощью почти до конца рас-
сказал, как ее нужно расшиф-
ровывать, а...
— Ну вот видите! — пе-
ребил меня Вовка,— И текст
есть, и способ описан. Вот тот,
кому это интересно, пусть сам
и расшифрует. Можно сделать
это «вручную», разбивая сло-
ва на полуслова и так да-
лее, а можно написать про-
грамму, которая очень быстро
сделает все сама.
— Как мы и поступили,—
сказал Сережка.
— И ничуть об этом не
жалеем,— поддержал его Вов-
ка.— Одно дело знать все тео-
ретически, и совсем другое —
практика! Пока мы работали
над этой простенькой програм-
мой, мы изучили устройство
машины и многое узнали о язы-
ках программирования.
— В самом деле,— сказа-
ла Зина,— пусть программа
расшифровки наших записок
101
АЛФАВИТНАЯ
fl УМ£Р A fl И Я
ДР£ВНВЯ ГРЕДИИ
a-1
у-3
S -<
С-<
Ц
О
К'20 $-200
\-Зо -Зоо
|д ~4б и -4оо
у-Я> Ф~ЯЮ
^-ВО \'S06
Ъ~Ю у-700
S -
Г
ДО
Лл л¥лвят и л я
/ НУМЕРАЦИИ
СЛАВЯН
r-J - титло
Ъ-1 К 'т-зоо
Д-г ft-30 ^у-400
Д'- з <-5*0
Ж -4 /ы '50 'К~б00
Д-5 ^-40 у-700
'g'-в <-70
станет первой программой тех,
кто еще не увлекся програм-
мированием. В общем, мы за-
прещаем давать расшифрован-
ный текст.
— Запрещаем! — хором
подхватили Сережка и
Вовка.
И что же? Мне оставалось
только пообещать ребятам, что
я никому не скажу, что было
зашифровано в записках.
— А чем вы сейчас зани-
маетесь? — спросил я у ребят.
— Дядя Олег организо-
вал в нашей школе в терми-
нальном классе кружок юных
программистов, а мы придума-
ли игру, в которой участвуют
все ребята нашего класса и
еще в ней участвует вычисли-
тельная машина...
— Там происходят чудеса
и таинственные исчезновения,
там можно попасть в безвы-
ходное положение и все-таки
найти из него выход с помощью
вычислительной машины.
— Там есть принцы, чудо-
вища и симпатичный старичок
блок-схимник...
— Это что-то вроде «При-
ключения в пещере»? — спро-
сил я.
— Нет, что вы, гораздо
интреснее, ведьмы играем всем
классом, а заодно изучаем не-
видимую часть вычислительной машины — программное
обеспечение — и учимся писать программы.
— Наверное, вы все собираетесь стать программиста-
ми,— предположил я.
— Совсем не обязательно,— сказал Вовка.— Может
быть, мы и не станем профессиональными программиста-
ми. Я, например, хочу стать конструктором. Но кем бы мы
ни стали, столкнуться с вычислительной техникой нам обя-
зательно придется. Ведь сейчас вычислительные машины
освоили более трех тысяч профессий!
— А компьютерная грамотность — вторая грамотность
человечества,— повторила Зина слова известного академи-
ка.— Кому же хочется остаться безграмотным?!
Ребята посидели у меня еще немного и собрались идти
на занятия кружка юных программистов. На прощание они
сказали:
— Те, кто справится с шифровками, пусть присылают
нам письма, обещаем ответить.
— А если ребята захотят подробнее узнать о -вашем
кружке и об игре, которую вы там затеяли, обещаете рас-
сказать?
— Обещаем!
Игорь Анатольевич Ткаченко
СЕРЕЖКА ВОВКА, ЗИНА
И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА.
Почти детективная история с поиском,
расследованием и шифрованными письмами
Для детей среднего школьного возраста
Редактор Н. К. Герасимова
Рисунки в тексте А. Чернова
Обложка и цветные иллюстрации Ю. Ефимова
Художественный редактор В. П. Минко
Технический редактор М. Н. Коротаева
Корректор Н. М. Жукова
ИБ № 2271
Сдано в набор 28.04.87. Подписано в печать 26.10.87. МН 05321. Формат
70X84/16. Бум. кн.-журн. Гарнитура литературная. Печать офсетная.
Усл. печ. л. 7.08. Усл. кр.-отт. 8,16. Уч.-изд. л. 5,77. Тираж 15000 экз.
Заказ № 45. Цена 25 к.
Новосибирское книжное издательство. 630132, Новосибирск. Краснояр-
ская. 112. Полиграфкомбинат, 630007, Новосибирск, Красный проспект, 22.
Набор произведен на фотонаборном комплексе «Каскад>.