8-битный компьютер из детского конструктора. Не макет. Не муляж. Он считает.
NewsMakerШестерёнки, рычаги и ручной труд — как энтузиаст оживил двоичную арифметику без единого провода.
K'NEX — те самые яркие пластиковые конструкторы, из которых обычно строят американские горки или башни, — внезапно обрели совершенно новое применение. Один изобретатель с YouTube под ником Shadowman39 собрал из них полностью рабочий 8-битный механический компьютер. Не просто красивую модель — это устройство действительно умеет считать.
В его основе лежит арифметико-логическое устройство , или ALU — тот самый компонент любого процессора, который отвечает за базовые вычисления вроде сложения. В исполнении Shadowman39 оно сделано исключительно из деталей K'NEX: шестерёнок, соединителей, рычагов. Машина работает с числами от 0 до 255 в беззнаковом режиме и от -128 до 127 — в знаковом.
Все данные она хранит в механических регистрах — это ряды рычагов, положение каждого из которых определяет значение одного бита: 0 или 1. Чтобы выполнить операцию, пользователь вручную настраивает два набора рычагов, задавая тем самым исходные числа. Затем активируется механизм на основе реечной передачи — и процесс пошёл. Медленно, шаг за шагом, шестерёнки начинают вращаться, и конструкция совершает вычисление. Каждый щелчок — это одна логическая операция. Здесь всё на виду: в отличие от электронных схем, каждая стадия вычислений абсолютно прозрачна.
Построить такое устройство из гибкого и неточного пластика — задача почти невозможная. K'NEX не предназначен для прецизионных инженерных проектов: детали прогибаются, соединения со временем разбалтываются. Именно поэтому почти никто не берётся за настолько сложные конструкции. Но Shadowman39 нашёл способ справиться со всеми ограничениями конструктора.
Его механический ALU воспроизводит принципы работы логических вентилей — тех самых, на которых работают настоящие компьютеры. Каждая операция реализована через точную механику: рычаги, зубчатые передачи и тщательно продуманные последовательности действий. Рейка, которая обычно приводит в движение игрушечные машинки, здесь используется для последовательной обработки битов и выполнения двоичного сложения.
Результат — настоящий инженерный шедевр, одновременно наивный и гениальный. Он напоминает старинные механические калькуляторы XIX века, работавшие на шестерёнках и тяглах, только вместо латуни и стали — пластик из детского конструктора. Радость игры и серьёзная вычислительная логика соединились в одном проекте.
Это, кстати, не первая безумная конструкция от Shadowman39. Ранее он уже прославился полноразмерным работающим автоматом Skeeball — с приёмом монет, счётчиком очков и длиной почти в 2,2 метра. Тогда проект занял больше года и потребовал более 10 тысяч деталей. Та же скрупулёзность заметна и в новой машине: с таким количеством подвижных элементов важна идеальная калибровка. Один неправильный рычаг — и ответ будет неверным.
Разумеется, по сравнению с современными компьютерами такой K'NEX-компьютер — невероятно медлительный. Но это и не главное. Главное в нём — абсолютная наглядность. Здесь не нужно догадываться, что происходит внутри процессора — ты можешь наблюдать это воочию. Это и обучающий инструмент , и почти философское размышление о том, как устроены вычисления в своей глубинной сути.
Интересно, что подобные альтернативные подходы к вычислениям разрабатывались и ранее. В СССР в 1958 году был создан первый в мире тернарный компьютер «Сетунь» , который работал не на привычной двоичной логике, а на трёхзначной системе счисления. Современные учёные также ищут новые способы — от оптических процессоров до квантовых вычислений. Механический компьютер из K'NEX — ещё одна попытка взглянуть на вычисления под новым углом, пусть и более игровым.
K'NEX — те самые яркие пластиковые конструкторы, из которых обычно строят американские горки или башни, — внезапно обрели совершенно новое применение. Один изобретатель с YouTube под ником Shadowman39 собрал из них полностью рабочий 8-битный механический компьютер. Не просто красивую модель — это устройство действительно умеет считать.
В его основе лежит арифметико-логическое устройство , или ALU — тот самый компонент любого процессора, который отвечает за базовые вычисления вроде сложения. В исполнении Shadowman39 оно сделано исключительно из деталей K'NEX: шестерёнок, соединителей, рычагов. Машина работает с числами от 0 до 255 в беззнаковом режиме и от -128 до 127 — в знаковом.
Все данные она хранит в механических регистрах — это ряды рычагов, положение каждого из которых определяет значение одного бита: 0 или 1. Чтобы выполнить операцию, пользователь вручную настраивает два набора рычагов, задавая тем самым исходные числа. Затем активируется механизм на основе реечной передачи — и процесс пошёл. Медленно, шаг за шагом, шестерёнки начинают вращаться, и конструкция совершает вычисление. Каждый щелчок — это одна логическая операция. Здесь всё на виду: в отличие от электронных схем, каждая стадия вычислений абсолютно прозрачна.
Построить такое устройство из гибкого и неточного пластика — задача почти невозможная. K'NEX не предназначен для прецизионных инженерных проектов: детали прогибаются, соединения со временем разбалтываются. Именно поэтому почти никто не берётся за настолько сложные конструкции. Но Shadowman39 нашёл способ справиться со всеми ограничениями конструктора.
Его механический ALU воспроизводит принципы работы логических вентилей — тех самых, на которых работают настоящие компьютеры. Каждая операция реализована через точную механику: рычаги, зубчатые передачи и тщательно продуманные последовательности действий. Рейка, которая обычно приводит в движение игрушечные машинки, здесь используется для последовательной обработки битов и выполнения двоичного сложения.
Результат — настоящий инженерный шедевр, одновременно наивный и гениальный. Он напоминает старинные механические калькуляторы XIX века, работавшие на шестерёнках и тяглах, только вместо латуни и стали — пластик из детского конструктора. Радость игры и серьёзная вычислительная логика соединились в одном проекте.
Это, кстати, не первая безумная конструкция от Shadowman39. Ранее он уже прославился полноразмерным работающим автоматом Skeeball — с приёмом монет, счётчиком очков и длиной почти в 2,2 метра. Тогда проект занял больше года и потребовал более 10 тысяч деталей. Та же скрупулёзность заметна и в новой машине: с таким количеством подвижных элементов важна идеальная калибровка. Один неправильный рычаг — и ответ будет неверным.
Разумеется, по сравнению с современными компьютерами такой K'NEX-компьютер — невероятно медлительный. Но это и не главное. Главное в нём — абсолютная наглядность. Здесь не нужно догадываться, что происходит внутри процессора — ты можешь наблюдать это воочию. Это и обучающий инструмент , и почти философское размышление о том, как устроены вычисления в своей глубинной сути.
Интересно, что подобные альтернативные подходы к вычислениям разрабатывались и ранее. В СССР в 1958 году был создан первый в мире тернарный компьютер «Сетунь» , который работал не на привычной двоичной логике, а на трёхзначной системе счисления. Современные учёные также ищут новые способы — от оптических процессоров до квантовых вычислений. Механический компьютер из K'NEX — ещё одна попытка взглянуть на вычисления под новым углом, пусть и более игровым.