Теперь давайте немного поговорим о том, как миллионы собранных вместе простейших кранов-транзисторов создают голосовых помощников, спецэффекты из «Звездных войн» и долги на вашей кредитке.

Все дело в том, что контакты множества транзисторов соединены так, что, когда на какие-то из входных контактов подаётся ток, транзисторы все вместе его «перемешивают» и отправляют на какие-то из других своих контактов – выходные. И всё это вместе производит впечатление вполне осмысленной операции.

Допустим, нам надо сложить числа 3 и 6. Надеюсь, всем очевидно, что результат будет 9. Простейшее устройство на транзисторах, которое сможет сложить числа, называется «сумматор». Обычно именно с таких схем начинают осваивать азы программирования, но мы сейчас не станем изучать начинку устройства, а посмотрим на результат его работы со стороны.

Смотрите, что здесь происходит: есть пять входов и четыре выхода. На входы подается электричество. Это просто движение электронов, которые не знают, что они обозначают числа. Но мы-то с вами понимаем, что в этом электричестве закодированы цифры.

Так же на выходе: электричество пришло на какие-то контакты, и засветилось несколько лампочек. Мы на них посмотрели и увидели, что эти горящие в таком порядке лампочки соответствуют какому-то числу. Делаем вывод, что это машина сложила два числа. Хотя на самом деле она просто перетасовала электрические потоки определенным образом. А способ перемешивания электричества определялся тем, как именно соединены между собой контакты транзисторов.

Давайте еще раз внимательно посмотрим на рисунок выше: вы видите, что почему-то вместо чисел 3, 6 и 9 там указаны только единицы и нули. Вот еще один важнейший момент: компьютеры для всех операций используют так называемый двоичный код (удерживаем внимание, самое сложное уже почти закончилось!). Мы помним, что у транзистора есть только два состояния: когда он открыт и пропускает ток и когда он закрыт и ток через него не идет. Одно из этих состояний обозначается единицей, а другое нулем.

Любые другие числа зашифровываются сочетанием этих двух цифр. Точно так же, как, например, в азбуке Морзе каждая буква кодируется сочетанием нескольких коротких и длинных сигналов. Один короткий и один длинный сигнал обозначают букву «А», а если подать один длинный и три коротких сигнала, то получится сочетание, кодирующее букву «Б».

В двоичной системе сам ноль обозначается так же: «0», единичка тоже обозначается «1», а вот двойка уже как «10», тройка – это «11», четыре – «100» и так далее. На первый взгляд, выглядит громоздко и не слишком понятно: числу 89, например будет соответствовать «1011001», а число 5473 в системе двоичного кода будет представлено комбинацией «1010101100001».

Длинно? Да. Неудобно? Да. Но зато мы обошлись только нолями и единицами, которые соответствуют одному из возможных состояний транзистора: «открыто» или «закрыто». И не нужно ругать за такую замудренность современных программистов, лучше скажем им спасибо за то, что они ограничились двоичной системой, а не троичной, или – боже упаси! – двенадцатеричной, как древние шумеры

Стало понятно, почему компьютеры используют двоичный код? Каждый символ в вашем компьютере является электрическим сигналом, а вычислительная «клетка» компьютера – транзистор – различает только «включенное» состояние, когда через него проходит ток, и «выключенное», при котором ток не идет.

Соединение в определенном сочетании контактов множества транзисторов – основной принцип работы всей современной электроники. Это нужно для получения запрограммированного выходного сигнала. Он возникает после совместного взаимодействия транзисторов по обработке входного сигнала. Дальше уже дело техники: каждый конкретный выходной сигнал сможет активировать устройства внешнего интерфейса – и мы услышим из динамика по-детски трогательный гимн польских зоозащитников «БОбер, курва!» или увидим на мониторе рекламу онлайн-казино.

Может ли электронная машина на транзисторах дать неверное решение или ошибиться? Нет, ни в коем случае! Транзисторы соединены таким способом, что при обработке некого входного сигнала они выдают строго определенную последовательность взаимного активирования и результат всегда будет единственно возможным для данной конфигурации оборудования. Это, конечно же, не значит, что компьютер всегда делает одно и то же. Нет, результаты на выходе могут быть самыми разными, но они будут зависеть только от исходной информации.

На современных устройствах этот процесс выглядит очень динамичным: мы немного двигаем мышью и каждое перемещение запускает каскады взаимосвязанных обменов сигналами. Внешне все выглядит так, как будто машина обладает собственным активным сознанием и волей, но суть остается все той же: транзисторы пропускают или блокируют ток в зависимости от того, как они связаны друг с другом.

Даже самые новые и совершенные машины все же иногда сбоят, но не стоит считать, что тут имеет место случайность. Компьютер всегда выполнит операцию единственным доступным способом, а вот входная информация может быть и не той, которую мы хотели ввести. Вирус или замыкание внутри оборудования – это не что иное, как один из вариантов поданного на транзисторы входного сигнала. Правда, мы не хотели его подавать и получили на выходе чёрт-те что, но ток пошел по транзисторам по единственно возможному варианту. Заложенный в процессор алгоритм все равно сработал так, и только так, как он мог!