Справка

Основы

Уже знакомы с логическими вентилями? Пройдите входную диагностику: 19 вопросов и 3 практических задания (~10–15 минут). По её итогам открываются уровни с 1-го по 30-й (без отметки о прохождении) — можно стартовать сразу со сложного. Диагностику можно пересдавать: порог может только повыситься. Учтите: диагностика не отмечает уровни пройденными — для сертификатов нужны реальные прохождения.

Новичку в предмете поможет хаб «Схемотехника»: что это за предмет, из чего состоит схема, чем он отличается от программирования и что читать дальше. Начните с него, а потом — с первого уровня.

Визуализация сигналов

Провода на холсте меняют цвет в зависимости от того, какой сигнал по ним идёт:

• Оранжевый — активный битовый сигнал (логическая 1)
• Серый — неактивный сигнал (логический 0)
• Синий — активная 8-битная шина (значение > 0); тёмно-синий — неактивная (значение 0)

По активным проводам бегут точки потока — небольшие кружки, движущиеся вдоль линии. Они показывают направление передачи сигнала: от выхода одного элемента ко входу другого.

Входные узлы (Input / Bus Input) можно переключать прямо на холсте, не запуская тест. Кликните по кружку «0» на входе — он сменится на «1», сигнал мгновенно пробежит по всей цепи, и цвета всех проводов обновятся. Это полезно для отладки: можно вручную «подёргать» входы и посмотреть, как реагирует схема, не дожидаясь полной проверки.

Подсветка ошибок

При нажатии ▶ (Запустить тест) схема проверяется по таблице истинности. Если в какой-то строке ожидаемое значение на выходе не совпадает с фактическим:

• Провод, ведущий к ошибочному выходу, окрашивается в красный и получает яркое свечение
• Сама выходная нода подсвечивается красным с внешним кольцом

Подсветка ошибок сохраняется до тех пор, пока вы не измените схему (добавите/удалите элемент или соединение) или не запустите тест заново. При успешном прохождении всех тестов подсветка автоматически снимается.

Вкладка «Инфо»

Справа находится вкладка «Инфо». Выделите любой компонент на холсте — его описание, категория и таблица истинности появятся в этой вкладке. Это удобный справочник: не нужно искать документацию — вся информация о вентиле перед вами.

Таблица истинности

Над таблицей истинности отображается временная диаграмма сигналов. Колонки разделены пунктирными линиями — каждый такт отдельно.

Наведите мышь на строку в нижней таблице — на диаграмме подсветится соответствующий столбец. Наведите мышь на столбец диаграммы — подсветится строка в таблице. Это помогает сопоставлять ожидаемые и фактические значения с временными отрезками. Подробнее о временной диаграмме →

Тестовые векторы

Каждая строка таблицы истинности — это тестовый вектор: набор значений на входах и ожидаемых значений на выходах. При нажатии ▶ (Запустить тест) симулятор применяет входы из текущей строки, прогоняет сигналы через всю схему и сравнивает фактические выходы с ожидаемыми.

• Комбинационные уровни — все векторы проверяются независимо: для каждой строки схема сбрасывается, подаются входы, вычисляются выходы. Порядок строк не важен.
• Последовательные уровни (с тактовым сигналом) — векторы применяются последовательно, один за другим, без сброса состояния между ними. Схема «помнит» предыдущие шаги — как настоящая цифровая схема с памятью. Строка со специальным полем inClock обозначает фронт тактового сигнала: именно в этот момент триггеры и регистры захватывают входные данные.
• Verilog-уровни — те же принципы, но проверка идёт через Verilog-симулятор. Для последовательных схем временная диаграмма визуализирует историю изменения сигналов: входы, выходы и внутренние провода.

Под таблицей отображается статус проверки: зелёный — все векторы пройдены; красный — есть расхождения. Для непройденных строк столбцы «Ожид» / «Факт» показывают, какие биты не совпали. Клик по строке с ошибкой раскрывает дамп всех внутренних сигналов — удобно для отладки.

Тактовый генератор

На уровнях с памятью и обратными связями (10–12, 16+) в правой панели появляется блок «Clock Control». На «комбинационных» уровнях (13–15) тактовый генератор не нужен — панель скрывается. В режиме «Песочница» Clock Control доступен всегда.

• ▶ / ⏸ — запустить / поставить на паузу автоматическое тактирование. Граф обновляется с заданной частотой.
• ⏭ — ручной шаг ровно на один такт. Удобно для отладки: видно, как меняется состояние после каждого шага.
• Hz — ползунок скорости: от 1 до 100 шагов в секунду. Чем выше, тем быстрее.
• Такты — счётчик выполненных тактов. На уровне 16 (процессор) это число выполненных инструкций.

Пошаговый режим (⏭) помогает понять, что делает схема: один щелчок — один такт. Автоматический режим (▶) нужен, чтобы проверить стабильность работы во времени.

На уровне 16 появляется панель ассемблера для программирования процессора. Подробнее об ассемблере →

Управление

• Перетащите элемент из панели элементов внизу на холст
• Перетаскивание от точки элемента — создать соединение
• Delete — удалить выделенный элемент
• Колёсико мыши — масштабирование
• F9 — запустить проверку схемы
• Ctrl+Shift+F — открыть поиск по компонентам и теории

Поиск по компонентам и теории

Нажмите Ctrl+Shift+F (Cmd+Shift+F на Mac) или кнопку Поиск на панели инструментов — откроется командная панель поиска в стиле Spotlight.

Начните вводить название компонента, статьи или уровня — панель мгновенно найдёт совпадения среди:

• Компонентов (даташитов) — NAND, Half Adder, регистры, АЛУ и другие
• Статей библиотеки — от «Введения в схемотехнику» до «Временных диаграмм»
• Гайдов по уровням — пошаговые руководства для всех 47 уровней

Перемещайтесь стрелками ↑↓, нажмите Enter чтобы открыть — компонент откроется во вкладке «Инфо», статья или гайд откроются в новой вкладке.

Подсказки

На каждом уровне доступны два уровня подсказок. Нажмите кнопку в панели инструментов. Первая подсказка показывает путь к решению и предупреждает о штрафе в транзисторах. Вторая подсказка вставляет готовое решение на холст и списывает транзисторы с вашего игрового счёта.

Режимы

• Задачи — прохождение уровней по порядку с проверкой
• Песочница — свободное экспериментирование в двух вариантах: «Схема» (все открытые элементы) и «Verilog» (схемы из кода) — подробности в разделе «Песочница»

Песочница

«Песочница» — режим свободного конструирования: нет задания, таблицы истинности и проверки (F9 отключён), зато сразу доступны все базовые компоненты — вентили, шинные операции, регистры, АЛУ, память, дисплей, геймпад и генератор случайных чисел.

• Рецепты. На пустом холсте появляется приветствие с пятью готовыми схемами: «Тактовый маяк», «Полусумматор», «Счётчик 0–255», «Генератор случайных чисел», «Бегущий огонёк». Клик по карточке мгновенно строит схему — удобная отправная точка для экспериментов.
• Тактирование. Панель Clock Control доступна всегда: ▶ — непрерывные такты, ⏭ — один такт, ползунок задаёт скорость 1–100 Гц. Регистры, DFF, счётчик команд и ГПСЧ меняют состояние по фронту такта.
• Вкладка «Ассемблер». Появляется автоматически, когда на холсте есть ROM. Программа пишется в byte-формате: одна инструкция — один байт ([7:4] код операции, [3:0] операнд). Кнопка «Запустить» компилирует текст в память ROM и запускает такты. Соберите минимальный компьютер из ROM, счётчика команд и регистров — или загрузите рецепт «Бегущий огонёк» и перепишите его программу. Подробнее об ассемблере →
• Дисплей. Двойной клик по дисплею переключает формат числа: десятичный, двоичный или шестнадцатеричный.
• Сохранение. Схема автоматически сохраняется в браузере и восстанавливается при следующем входе в режим. Кнопка 🗑 «Очистить поле» удаляет всё и снова показывает карточки рецептов.
• ИИ-Наставник. В песочнице наставник работает как обычно: объясняет компоненты, подсказывает идеи экспериментов и отвечает на вопросы о возможностях режима и ассемблере.

Вариант «Verilog». Кнопка «Песочница» открывает меню «Схема / Verilog» — переключение сохраняет состояние обоих режимов. Вариант «Verilog» — та же свобода, но схема описывается кодом: слева редактор Verilog, справа RTL Viewer строит из кода схему.

• Язык. Поддерживается структурное Verilog: module, input/output/wire (включая шины), примитивы and/or/not/xor/nand/nor, dff (q, d, clk) и generate-for. Behavioral-конструкции (always, if, case, reg, assign) не поддерживаются. Тактовый вход называется clk, и все dff тактируются от него.
• Рецепты. На пустой песочнице — пять готовых примеров: «Полусумматор», «Мигание (T-триггер)», «Счётчик 4 бита», «MUX 2→1», «Бегущий огонёк». Клик по карточке вставляет код в редактор.
• Прогон. Кнопки ⏭ (один такт), ▶ (непрерывно) и ⟲ (сброс); F9 тоже даёт один такт. Результаты — временная диаграмма: входы, выходы и внутренние сигналы после каждого такта.
• Панель «Входы». Для каждого input-порта верхнего модуля (кроме clk) появляется управление: тумблер для 1-битных входов, hex-степпер для шин. Значения подаются на схему перед каждым тактом.
• Сохранение. Проект сохраняется автоматически и хранится отдельно от схемной песочницы. Кнопка 🗑 возвращает пустой проект и снова показывает карточки рецептов.
• ИИ-Наставник. Знает о возможностях режима: объясняет примитивы и dff, помогает читать временную диаграмму, подсказывает структурные приёмы.

ИИ-Наставник

В правой боковой панели доступна вкладка «ИИ-Наставник» — ИИ-помощник, который анализирует вашу схему, находит ошибки и задаёт наводящие вопросы в сократическом стиле. Доступно 30 запросов в день.

Кнопки-шорткаты отправляют типовые запросы:

• Проверить схему — найти ошибки без готового решения
• Объясни уровень — переформулировать задачу простыми словами
• Я сдаюсь — показать пошаговое решение

ИИ-Наставник может ошибаться. Не доверяйте ему слепо — перепроверяйте результаты.

Игровая экономика

За успешное прохождение уровней вы зарабатываете игровую валюту — Транзисторы (T). Валюта служит очками рейтинга и ни на что не тратится.

• Награда за уровень зависит от сложности: лёгкие уровни (1–5) дают по +50 T, средние (6–11) — +100 T, сложные (12–29) — +150 T.
• Штраф за подсказку: использование готового решения (2-я подсказка) списывает сумму, равную награде, со знаком минус (например, −50 T). Баланс может уйти в минус.
• Пересдача: если вы прошли уровень со штрафом, а затем сбросили его и собрали схему самостоятельно — штраф возвращается, и начисляется полная награда. Система поощряет обучение!

Ваш текущий баланс отображается в верхней панели (рядом с кнопками «Задачи» и «Песочница»). Клик по балансу открывает Профиль инженера — таблицу с историей всех прохождений: какие уровни пройдены, когда, сколько подсказок использовано и сколько транзисторов начислено.

Аккаунты и классы

Для школ и вузов в игре есть добровольные учётные записи. Базовый доступ остаётся бесплатным и без регистрации — аккаунт нужен только для синхронизации прогресса и учёбы в классе.

• Вход ученика: по коду класса (ERSH-XXXX-XXXX) и нику — без email и пароля. Код выдаёт преподаватель. Войти можно со страницы Кабинета ученика или кнопкой «Войти» в Профиле инженера.
• Личный код входа: при первом входе сайт показывает ученику персональный код из 6 символов — сохраните его. Он понадобится для повторного входа (вместе с кодом класса и ником) на любом устройстве. Код показывается только один раз; если он утерян, попросите преподавателя удалить ваш аккаунт из класса и войдите заново.
• Синхронизация: прогресс (пройденные уровни, подсказки, время) объединяется между устройствами. Схемы и чипы хранятся локально в браузере и не синхронизируются.
• Кабинет ученика: класс, учитель, прогресс по частям и уровням, смена ника, выход из класса и удаление аккаунта.
• Кабинет преподавателя: классы, коды приглашений, прогресс и активность учеников, CSV-выгрузка — /teacher.html (доступ по заявке через страницу школам и вузам).
• Приватность: согласие даёт сам ученик (14+), реальное имя указывать необязательно и видно только преподавателю. Подробности — в разделе «Аккаунты школ и вузов» политики конфиденциальности.

Библиотека

Подробные материалы вынесены в Библиотеку:

• Гайды по уровням — пошаговые решения всех 47 уровней
• Руководство по ассемблеру — полная документация системы команд
• Статьи по схемотехнике — логические вентили и основы

На страницах библиотеки доступен ИИ-наставник: выделите любой фрагмент текста и нажмите «Задать вопрос» — наставник объяснит его в контексте статьи. Либо откройте чат плавающей кнопкой у правого края и спросите о чём угодно. Дневной лимит запросов общий с игрой — 30 в день.

Инструменты

Кроме игры есть отдельные браузерные инструменты, которые пригодятся при разборе таблиц истинности:

• Генератор таблиц истинности — полная таблица по булевой формуле
• Калькулятор булевых функций — СДНФ, СКНФ, полином Жегалкина, классы Поста, минимизация и карта Карно с пошаговым решением
• Симулятор логических схем — отдельная страница с холстом для свободных экспериментов