खरोंच से एक आदिम कंप्यूटर बनाना

एक कंप्यूटर आसान है। या नहीं?

सूचना प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में रुचि रखने वाला कोई भी व्यक्ति कम से कम एक बार यह सोचता है कि कंप्यूटर वास्तव में कैसे काम करता है। और वास्तव में, एक कंप्यूटर की मदद से आप सब कुछ इतना आश्चर्यचकित कर सकते हैं कि यह विश्वास करना असंभव है कि जो कुछ भी इसके अंदर होता है वह संख्याओं का जोड़ है। खुद क्यों नहीं करते?



यह विचार चार्ल्स पेटज़ोल्ड की पुस्तक "कोड" में स्पष्ट रूप से देखा गया है - उन लोगों के लिए एक अच्छी रीडिंग जो बहुत समय बिताने के बिना अपनी उंगलियों पर कंप्यूटर डिवाइस को समझना चाहते हैं। इस पुस्तक ने मुझ पर एक मजबूत प्रभाव डाला, इतना ही मैंने तय किया कि कंप्यूटर एक पूरी तरह से सरल इकाई थी और इसके बारे में कुछ भी जटिल नहीं था।

लेकिन ऐसा है नहीं। पढ़ने के बाद, मुझे अभी भी यह एहसास हुआ कि मुझसे कुछ छिपा हुआ था, कि वास्तुकला के कुछ पहलू बिल्कुल प्रभावित नहीं थे। अधिक जानकारी के लिए, मैंने एंड्रयू टेनबाम द्वारा कंप्यूटर आर्किटेक्चर की अगली पुस्तक की ओर रुख किया। इस पुस्तक में जानकारी अधिक व्यापक थी, लेकिन मुझे वह नहीं मिला जो मैं चाहता था।

इस पर कंप्यूटर वास्तुकला की दुनिया में मेरा रास्ता बंद हो गया, पढ़ाई शुरू हो गई, मैं उस समय अन्य परियोजनाओं से विचलित हो गया जो मेरे लिए अधिक दिलचस्प थे। लेकिन, दुर्भाग्य से, मैं उन लोगों में से एक हूं जो पश्चाताप के बिना कुछ भी उपयोग नहीं कर सकते हैं, कम से कम मोटे तौर पर इस उपकरण के तंत्र को नहीं जानते हैं। इसने मुझे हर चीज के बारे में जानकारी दी।

खेल इंजन, संकलक, ऑपरेटिंग सिस्टम, आदि के बारे में पुस्तकों के कई अध्यायों को पढ़ने के बाद निराशा की एक श्रृंखला आई। मैं बस एक नुकसान में था: एक ऐसी दुनिया जो एक क्षण में तार्किक और मामूली सरल प्रतीत होती थी, ज्ञान की एक प्रभावशाली राशि की आवश्यकता थी।

एक महान यात्रा की शुरुआत

जिस चीज ने मुझे बचाया, वह कुछ फोरम में एक उपयोगकर्ता की प्रतिक्रिया के समान "विकार" से पीड़ित व्यक्ति के पद के लिए थी, आईटी की दुनिया उसके लिए इतनी विशाल थी कि निश्चित रूप से इसे समझा नहीं जा सकता था। मुझे वे शब्द याद हैं, और वे हर बार मुझे कुछ नया करने में मदद करते हैं। "अपने आप को अभिभूत मत होने दो" ऐसा कुछ है जो हर आईटी नौसिखिया को कहना चाहिए।

और फिर मैंने साहित्य की खोज में नए जोश के साथ इंटरनेट पर सर्फ करना शुरू किया। मैं अद्भुत पुस्तक द एलिमेंट्स ऑफ कंप्यूटिंग सिस्टम पर ठोकर खाने के लिए बहुत भाग्यशाली था । नोम निसान और शिमोन शॉकेन (कोई रूसी संस्करण) द्वारा पहले सिद्धांतों से एक आधुनिक कंप्यूटर का निर्माण ” । यह मेरे जैसे उन लोगों के लिए है जो वास्तव में काम करने वाले कंप्यूटर के निर्माण को खरोंच से, अर्थात् तार्किक द्वार से दिखाते हैं।

मुझे एक विचार आया और काम करना शुरू कर दिया। उन्होंने पेटज़ोल्ड - एडर्स, रजिस्टर, मल्टीप्लेक्सर्स पढ़ने के बाद एक बार जो किया था, उसके साथ शुरू हुआ। ये कुछ सरल डिवाइस हैं जिनका काम समझना मुश्किल नहीं है (यदि आप दक्षता के बारे में नहीं सोचते हैं), और आप 10 मिनट में अपने स्मार्टफोन पर एक सुविधाजनक एप्लिकेशन में ऐसा कर सकते हैं।

मैंने ज्ञान के प्यास के साथ प्रत्येक अगले अध्याय की शुरुआत की। पुस्तक में कार्यों द्वारा निर्देशित ALU, डिज़ाइन किया गया। मैं यह नहीं कह सकता कि मैं इसमें कुछ लेकर आया था, बल्कि, उन्होंने मुझे तैयार भाग दिए, और मैंने उन्हें एक सुंदर कार में एक साथ रखा। लेकिन मुझे क्या खुशी मिली जब मुझे एहसास हुआ कि मैंने अपने हाथों से पूरी तरह से काम कर रहे ALU को इकट्ठा किया है।

पहले फल

इसके बाद पूरी तरह से काम कर रहे 16-बिट प्रोसेसर था, जिसे मैंने आज पूरा किया। मेरी खुशी की कोई सीमा नहीं है, लेकिन मैं रुकने वाला नहीं हूं। मेरे अफसोस के लिए, भले ही पुस्तक में पूरे प्रोसेसर को खरोंच से पूरी तरह से इकट्ठा किया गया था, इसके लिए कोडांतरक अगले अध्याय में एक अमूर्त था (जो कि तार्किक है, पुस्तक को अधिक या कम संक्षिप्त रूप में, यद्यपि विस्तृत विवरण के लिए डिज़ाइन किया गया है)। थोड़ी उदासी के बाद, मुझे एहसास हुआ कि असेंबली एक प्रोग्रामिंग भाषा भी है, और खरोंच से एक पूर्ण असेंबलर बनाने में बहुत समय लगेगा।



अपने असेम्बलर को लिखना एक महत्वाकांक्षी लक्ष्य है, लेकिन यह एकमात्र कठिनाई नहीं है। मैंने जो रास्ता चुना, वह कठिन होने का वादा करता है। रजिस्टर और BOOLR कार्यक्रम में सामान्य स्मृति में केवल लॉजिक गेट्स का उपयोग करके लागू किया जा सकता है। यह एक समस्या क्यों है? यह सरल है: रैम के निरर्थक 1024 बाइट दर्जनों बार अपने कंप्यूटर की रैम में अपने समग्र 16-बिट रजिस्टरों को डालने की कोशिश करते हैं। यहाँ है क्या यह आता है:



सामान्यतया, कभी-कभी एक प्रोजेक्ट केवल रैम की कमी के कारण नहीं खुलता है। यह एक मृत अंत जैसा दिखता है, लेकिन मेरा वहां रुकने का इरादा नहीं है।