Processzor a kezüket
Ahogy vissza tudok emlékezni, mindig is szerettem volna, hogy egy processzor. Végül tegnap tette. Nem nagy: 8-bites, RISC gép, a jelenlegi működési frekvencia - 4 KHz, de működik. Eddig a modellező program logikai áramkörök, de mindannyian tudjuk: „ma - a modell a jövő - a gyakorlatban!”.
Cut alatt néhány animációt, egy rövid bevezetés a bináris logika a kicsiknek, egy rövid történetet a fő processzor logika, sőt, az áramkör.
Bináris rendszer (azok számára, akik nem tudják) - ez egy olyan számozási rendszert, amelyben nem szerepel szám nagyobb, mint egy. Ez a meghatározás a sok zavaró, amíg nem emlékszem, hogy a tizedes jegyek nem több mint kilenc.
A bináris rendszert használnak a számítógépek, mert ez egyszerűen kódolni stressz: feszültség van - egy olyan egységet jelent; nincs stressz - azt jelenti, nulla. Ezen túlmenően, a „nulla”, és „egy” könnyen érthető, mint „hamis” és „igaz”. Továbbá, a legtöbb eszköz egy bináris rendszer, általában utal a szám, mint egy sor „igazság” és a „hamisság”, azaz működik a számokkal, mint a logikai értékeket. A kicsik, és azok, akik nem tudják, elmondom nektek, és megmutatja, hogyan kell működtetni a legegyszerűbb eleme a bináris logika.
Pont „Buffer”
Képzeld el, hogy ül a szobában, és a barátja - a konyhában. Kiabálni neki: „Barátom, mondd a folyosón a világítást?”. Egy barátom azt válaszolja: „Igen, tűz!” Vagy „Nem, nem éget.” Ismerőse - a puffer között a jelforrás (egy villanykörte a folyosón) és a vevő (Ön). Sőt, a barátja - nem akármilyen közönséges puffer, és a puffer vezérli. Ő lett volna egy közönséges puffer, ha állandóan kiabált: „lámpa” vagy „villanykörte nem világít.”
Element „nem» - NEM
Most képzeljük el, hogy a barátja - a joker, aki mindig igazat mond. És ha a fény a folyosón világít, akkor megmondja: „Nem, a folyosón nagyon sötét”, és ha nem világít - az „Igen, a folyosón a fény volt.” Ha van egy barátja az ügyben, így ő a megtestesült az elem, „Ne.”
Element „vagy» - OR
Hogy magyarázza a lényege az elem „vagy” egy izzó és egy másik, sajnos, nem elég. Szükségünk két izzók. Szóval, van két izzók a folyosón - állólámpa, például, és a csillár. Kiabálni: „Barátom, mondd legalább egy izzó ragyog a folyosón?” És a barátja választ, hogy „Igen” vagy „Nem”. Nyilvánvaló, hogy a válasz „Nem” az összes lámpát ki kell kapcsolni.
Element „És» - ÉS
Ugyanez lakás, te, barátom, a konyha, egy állólámpa, csillár a folyosón. Az Ön kérdése: „A folyosón két izzók égnek?” Kapsz egy „Igen” vagy „Nem”. Gratulálok, most a barátja - egy eleme „I”.
Element „, hogy kizárják vagy» - XOR
Megismételni a kísérletet a „Or” elem, de újrafogalmazni a kérdést, hogy a másik: „Barátom, mondd a folyosón, csak egy lámpa fényét?”. Őszinte barátja válaszolni erre a kérdésre „Igen”, ha a folyosón valóban csak egy izzó ég.
Chetvertsummator
Chetvertsummatorom elem az úgynevezett „kizáró vagy”. Miért? Nézzünk szembe a tényekkel.
Készítsenek táblázatot a két új számot a bináris rendszer:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 10
Most írunk igazság táblázat elem „kizáró vagy”. Ehhez hadd izzó 1, sötét - 0, és a többi válasz „Igen” / „nem”, mint 1 és 0 volt.
0 XOR 0 = 0
0 XOR 1 = 1
1 XOR 0 = 1
1 XOR 1 = 0
Nagyon hasonló, nem? Táblázat az összeadás és igazság táblázat „hogy kizárják vagy” teljesen egybe, kivéve egyetlen eset. És ebben az esetben az úgynevezett „túlcsordulás”.
fél-összeadó
A túlfolyó, az eredmény kívül nem helyezik az ugyanannyi számjegyből, hogy hány volt elhelyezve feltételeket. Feltételek - két egyjegyű szám (egy jelentős szám, tudod?), És az összeg - egy kétjegyű (két értékes jegyre). A két számjegye egy lámpa ( „light” / „Ki”) nem fog át. Szükségünk két izzók. Kell - csináld!
Amellett, hogy a XOR, az összeadó, szükségünk van egy eleme „És» (ÉS).
0 XOR 0 = 0 0 és 0 = 0
0 XOR 1 = 1 1 = 0, és 0
1 XOR 0 = 1 1 = 0, és 0
1 XOR 1 = 0 1 1 = 1 ÉS
A fél-összeadó vundervaflya működik. Meg lehet tekinteni a legegyszerűbb speciális processzor összead két számot. Half-összeadó az úgynevezett fél-összeadó mert nem veszi figyelembe az átutalás (az eredmény a többi összeadó), azaz nem tudod három egyszámjegyű bináris számot. Ebben a tekintetben számos egybites fél összeadó lehet tenni egy multi-bit.
Nem megyek bele a részletekbe, a munka és a multi-bites teljes összeadó, csak remélem, hogy megkapja az alapötlet.
multiplexer
demultiplexer
Ahhoz, hogy megértsük a működését a számláló ismét szüksége lesz a barátod. Hívd ki a konyhából (Remélem, nem sok ott unatkozik, és ami a legfontosabb, nem eszik az összes élelmiszer), és kérje meg őket, hogy ezt: Hadd emlékszik a 0. számú Minden alkalommal, amikor megérinti őt, hozzá kell adnia egyet ezt a számot, hogy emlékszik, azt az eredményt, és emlékezni. Amennyiben az eredmény (mondjuk) 3, meg kell kiabálni „Csiribi!”, És válaszoljon a következő érintés, hogy most emlékszik száma 0. Egy kicsit nehéz? Lásd:
Megérinti a másik. A barátom azt mondja, "One".
Megérinti a másik. A barátom azt mondja, „Két”.
Megérinti a másik. A barátom azt mondja, "Three". Minden kiabálva „Habrahabr! ”. Kritikus támadás! Ön átmenetileg megbénult, és nem tud mozogni.
Megérinti a másik. A barátom azt mondja, „nulla”.
Nos, és így tovább. Nagyon egyszerű, nem?
Természetesen, ha rájönnek, hogy a barátja - ez a számláló. Megható a másik lehet tekinteni a „időzítő jel”, vagy egyszerűen, a folyamatos jelet. Crick „Csiribi” azt jelzi, hogy a tárolt értéket a számláló - a legnagyobb, és a következő időzítő jel számláló nullázódik. Két különbség bináris számláló a barátja. Először is, igaz bináris számláló kimenete egy tárolt értéket bináris formában. Másodszor, mindig jelent, amire mondani neki, és soha nem ereszkedik a hülye vicceket, hogy nem zavarja a teljes processzor rendszert.
Térjünk kineveti a boldogtalan (talán csak elképzelt) barát. Tegyük fel most, hogy emlékszik a szám nulla. Amikor megérinti a bal kezét, meg kell emlékezni a szám nulla, és ha a jobb - első számú. Amikor megkérdezték, „Hány emlékszel?” Egy mindig válaszolni száma, amely tárolja - nulla vagy egy.
A legegyszerűbb memória cella az RS flip-flop ( "flop" azt jelenti, "kapcsoló"). RS-flip-flop tárolhatja egyetlen bit adat ( „nulla” / „egy”) és két bemenete van. Jelentkezzen Set / telepítés (csakúgy, mint a bal kéz a barátja) írja „egy” kiváltó Reset bemenet / reset (rendre jobb kéz) - „nulla”.
Egy kicsit nehéz megtalálni a nyilvántartásban. Ismerőse alakul nyilvántartásban, ha kérdezni tőle valamit, hogy emlékezzen, majd azt mondják, hogy „Hé, emlékeztessen, hogy azt mondtam, hogy nem emlékszel?”, És minden reagál-e.
A nyilvántartás általában tárolni egy kicsit több, mint egy kicsit. Ő biztosan van egy adatbevitel, adatok a kimeneti és bemeneti felvétel felbontását. Az adatok nyilvánosságra hozatalára, akkor mindig olvasni, mi van írva ebben a nyilvántartásban. Adatbevitel, akkor küldje el a kívánt adatokat, hogy írjon a nyilvántartást. Lehet, hogy be adatokat mindaddig, amíg nem fog unatkozni. Abban az esetben semmi sem lesz írva, hogy addig, amíg a bemeneti írásengedélyezés nem file egy, azaz „logikai egység”.
léptetőregiszter
Előfordult már állt a sorban? Természetesen voltak. Így el lehet képzelni, hogy mit kell adni a léptető regiszter. Emberek jönnek és állni a sorban. Az első ember a sorban jön be az irodába egy nagy lövés. Bárki, aki a második a sorban, az első és az egyetlen, aki a harmadik volt - most a második, és így tovább. Place - ez egy ravasz shift regiszter, amely a „data” (jó, vagyis az emberek) juthat el az üzleti, előre figyelmeztette a szomszédok a sorban. Ebben a shift regiszter, persze, „adat” a sorban nem tud futni.
Tehát a léptető regiszter egy adatbeviteli (az adatok esnek a „turn”) és a kimeneti adatok (amelyből el tudja olvasni az első bejegyzés a „sorban”). van egy bemeneti „shift register” Még a léptető regiszter. Ha a bemenet felől „logikai egység”, egy egész sor tolódik.
Van egy fontos különbség a tört és léptető regiszter. Ha shift regiszter befogadására négy bejegyzés (például négy bájt), az első bejegyzés a sorban eléri a kimenetet a nyilvántartásból után csak négy bemeneti jel „shift register”.
véletlen hozzáférésű memória
BitBitJump
Részletes leírás BitBitJump szerelő számára ez a nyelv elérhető a honlapon a fejlesztő. A leírás, a processzor algoritmus ahhoz, hogy tudja, a következő:
Sajnos, a végtelen algoritmus, és ezért nem éri el nyereséget.
Valójában, a rendszer
Az áramkör épült spontán, így fut a show-ban a félelem, a rettegés és a káosz. De működik, és jól működik. Ahhoz, hogy kapcsolja be a processzor szükséges:
1. Írja be a programot a RAM-ban
2. Nyomja meg a kapcsolót
3. Állítsa be a mérőeszközt, hogy 4 (ez lehet tenni, és a hardver, de a program végrehajtása nem lenne még nehézkes)
4. Engedélyezze az ütemadó
Mint látható, az egyik regiszter használunk, egy shift regiszter, egy RAM chip, két bináris számláló, egy demultiplexer (benyújtott komparátor), két multiplexerek és logikai bit tiszta.
Tudod letölt a rendszer circ formátumban Logisim programot. és játszani.
Mi a következő lépés?
Először is, meg lehet növelni a kapacitást a processzor - helyett a 8-bites komponenseket a 16 bites.
Másodszor, lehetséges, hogy a RAM a processzor, és adjunk hozzá egy egyszerű áramkört, hogy felfüggessze a processzor, RAM, és a változás ismét tartalmaz processzort. Egy ilyen rendszer szolgálhat egy egyszerű input-output vezérlő. Akkor lehet, hogy ez alapján a processzor kalkulátor, kontroller, vagy akár néhány mulatságos haszontalan.
Harmadszor, lehetséges megvalósítani mindezt rendszerben a mirigy. Mit fogok csinálni. Amint lesz - és én biztos, hogy elmondja.
Köszönöm mindenkinek a figyelmet!
Burch / logisim /
4. Házi URISC (ORISC) processzor Logisim - narod.ru/disk/31367690001/oo.circ.html