从头开始创建原始计算机

电脑很容易。 还是不行

任何对信息技术感兴趣的人，至少都会想到计算机的实际工作原理。 的确，借助计算机，您可以做很多令人惊讶的事情，以至于无法相信里面发生的一切都是数字的加法。 为什么不自己做呢？



查尔斯·佩佐尔德（Charles Petzold）的著作《代码》 （ Code ）中清楚地看到了这一想法，对于那些想花很多时间却不用手指来理解计算机设备的人来说，这是一本好书。 这本书给我留下了深刻的印象，以至于我决定计算机是一个完全简单的单元，没有什么复杂的东西。

但是事实并非如此。 看完书后，我仍然感到有些隐瞒，对建筑的某些方面完全没有影响。 有关更多信息，我转向了下一本书， Andrew Tanenbaum撰写的Computer Architecture 。 本书中的信息要广泛得多，但是我并没有得到我想要的。

在此过程中，我在计算机体系结构领域中的道路停止了，研究开始了，当时我对当时对我而言更有趣的其他项目分散了注意力。 但是，不幸的是，我是无法不悔改而无法使用任何东西的人之一，至少不了解此工具的机制。 它使我寻找有关所有内容的材料。

在阅读了几章有关游戏引擎，编译器，操作系统等的书籍后，一系列的失望都来了。我只是茫然无措：此刻看起来逻辑合理且简单的世界变得庞大而混乱，需要大量的知识。

伟大旅程的开始

令我吃惊的是，某个论坛上的一位用户对一个遭受类似“疾病”困扰的人的回复。对于他来说，IT领域似乎是如此庞大，以至于无法理解。 我记得这些话，每​​当我遇到新事物时，它们都会帮助我。 每个IT新手都应该说“不要让自己不知所措” 。

然后我开始以崭新的活力上网搜索文学。 我很幸运地偶然发现了精彩的《 计算系统元素》一书。 Noam Nisan和Shimon Schocken （没有俄语版） 根据“第一原理构建现代计算机” 。 它是为像我这样的人而设计的，它从头开始，即从逻辑门开始，展示了真正有效的计算机。

我有了一个主意，开始工作。 他从阅读Petzold之后的工作开始-加法器，寄存器，多路复用器。 这些是一些最简单的设备，其工作一点也不难理解（如果不考虑效率的话），您可以在智能手机上方便的应用程序中在10分钟内完成操作。

在下一章中，我从对知识的渴望开始。 根据书中的任务设计ALU。 我不能说我想出了一些东西，而是他们给了我完成的零件，然后我将它们组装在一辆漂亮的汽车中。 但是，当我意识到用自己的双手组装了一个可以正常工作的ALU时，我感到非常荣幸。

初果

随后是一个完全可用的16位处理器，我今天完成了它。 我的幸福没有极限，但我不会停止。 令我遗憾的是，尽管本书中的整个处理器都是从头开始完全组装的，但对于它的汇编器却是下一章的抽象（这是合乎逻辑的，本书的设计或多或少是为了简洁，尽管是详尽的说明）。 经过一番悲伤之后，我意识到汇编语言也是一种编程语言，从头创建一个完整的汇编语言将花费很多时间。



编写汇编程序是一个宏伟的目标，但这不是唯一的困难。 我选择的道路一定很困难。 BOOLR程序中的寄存器和常规存储器只能使用逻辑门来实现。 为什么这是一个问题？ 这很简单：不重要的1024个字节的RAM数十次尝试将其复合16位寄存器放入我的计算机的RAM中。 结果如下：



一般而言，有时由于缺少RAM而无法打开项目。 它看起来像是一个死胡同，但我不想停在那里。