Ютубер создал механический 8-битный компьютер из конструктора K’NEX

Ютубер под ником Shadowman39 использовал детский пластиковый конструктор K’NEX в качестве основы для полноценного 8-битного компьютера.

Созданная ютубером механическая модель способна проводить вычислительные операции. В основу положено арифметически-логическое устройство (АЛП). В вычислительной технике АЛП составляет часть процессора, выполняя базовые операции, такие как сложение.

Компьютер Shadowman39 полностью собран из стержней, соединителей и шестеренок K’NEX. Он способен проводить вычислительные операции с числами от 0 до 255 (или от -128 до 127 в двоичном коде). Он хранит значения в механических регистрах, каждый из которых состоит из ряда рычагов. Положение рычага соответствует двоичной единице или нулю. 

Для использования компьютера необходимо вручную установить рычаги в соответствии с двумя входными числами. После этого реечный привод запускает вычисления. Медленно, шаг за шагом, компьютер выполняет математические вычисления и выдает конечный результат. Каждый щелчок и стук деталей отображает этап операции.

Создать компьютер из деталей конструктора K’NEX — непростая задача, поскольку они для этого не предназначены. Детали гнутся и деформируются, а соединения со временем ослабевают. Механическое арифметически-логическое устройство имитирует работу логических вентилей в ранних компьютерах. Каждый бит вычислений обрабатывается рядом рычагов и шестерней, тщательно спроектированных для воспроизведения двоичного сложения. 

Та же система реек и шестеренок, которая обычно придает движение игрушечным машинкам, здесь используется для управления последовательностью операций. Цифры обрабатываются и суммируются правильно, одна за другой.

Конструкция во многом напоминает механические калькуляторы XIX века, в которых также использовались шестерни и подвижные части для решения математических задач. Но вместо латуни и стали этот калькулятор сделан из пластика.

Одним из первых проектов Shadowman39 был работающий автомат для игры в скибол реальных размеров. Аппарат состоял из монетоприемника и табло для подсчета очков Работа над проектом заняла более года, в нем было задействовано более 10 тыс. деталей

Источник: Interesting Engineering