Teoreettinen nelibittinen prosessori
Nordlund, Tino (2017)
Nordlund, Tino
Tampereen ammattikorkeakoulu
2017
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201704044148
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201704044148
Tiivistelmä
Tietotekniikan saadessa yhä suurempaa jalansijaa yhteiskunnassamme, sen rakenteet, taustalla oleva toiminta vajoaa itsestäänselvyytenä mysteeriksi. Mysteeri on hyvin haudattu. Sitä ei käsitellä edes sulautettujen järjestelmien koulutusohjelmassa kuin pienin vihjein ja viittauksin. Lukemattomien myöhäisiltojen jälkeen saatiin vihi kahden transistorin ja vastuksen rakentamasta NAND-portista, jota monistamalla voidaan rakentaa toimivia loogisia kokonaisuuksia, jopa toimivaksi prosessoriksi asti. Ajatusta pyöriteltiin jonkin aikaa, kunnes löytyi helppo tapa testailla logiikkaa puhelimella käyttäen selaimen javascript-tulkkia. Tämä mahdollisti ajatuksen välittömän testaamisen heti sen tultua ja toimi sanoinkuvaamattomana apuna.
Myöhemmin loogisten operaatioiden rakentuessa tuli eteen kysymyksiä bittimäärästä ja käskykannan laajuudesta. Esoteeriset kielet ja vanhemmat kotitietokoneet, kuten Commodore 64, tulivat apuun rakenteidensa kanssa. Kuitenkin huomattiin kahdeksan bitin olevan rakenteeltaan hieman turhan laaja tuoden paljon turhaa toistuvuutta, joka ei vaikuta loogiseen pätevyyteen mitenkään. Täten supistettiin rakennetta neljään bittiin, sillä käytettiinhän Intelin nelibittistä 4004-prosessoriakin aikanaan.
Assembleri hyppykohtineen (goto-labels) antoi lisäarvoa prosessorille mahdollistamalla aliohjelmien helpon suunnittelun. Maininnan arvoinen disassembler myös purkaa ohjelman takaisin pelkistetyksi assembleriksi, joten ohjelmapätkien tai koko ohjelman tarkistaminen onnistuu samalla näkymällä.
Simulaattori mahdollistaa suunnitellun ohjelman ajamisen ja muunmuassa koodin ajamisen yksi komento kerrallaan, jolloin toiminnan tarkastelu helpottuu. Näkymän taulukossa on myös rekisterien tämänhetkiset arvot, jolloin mikään toiminnallinen osuus ei jää näkemättä.
Myöhemmin loogisten operaatioiden rakentuessa tuli eteen kysymyksiä bittimäärästä ja käskykannan laajuudesta. Esoteeriset kielet ja vanhemmat kotitietokoneet, kuten Commodore 64, tulivat apuun rakenteidensa kanssa. Kuitenkin huomattiin kahdeksan bitin olevan rakenteeltaan hieman turhan laaja tuoden paljon turhaa toistuvuutta, joka ei vaikuta loogiseen pätevyyteen mitenkään. Täten supistettiin rakennetta neljään bittiin, sillä käytettiinhän Intelin nelibittistä 4004-prosessoriakin aikanaan.
Assembleri hyppykohtineen (goto-labels) antoi lisäarvoa prosessorille mahdollistamalla aliohjelmien helpon suunnittelun. Maininnan arvoinen disassembler myös purkaa ohjelman takaisin pelkistetyksi assembleriksi, joten ohjelmapätkien tai koko ohjelman tarkistaminen onnistuu samalla näkymällä.
Simulaattori mahdollistaa suunnitellun ohjelman ajamisen ja muunmuassa koodin ajamisen yksi komento kerrallaan, jolloin toiminnan tarkastelu helpottuu. Näkymän taulukossa on myös rekisterien tämänhetkiset arvot, jolloin mikään toiminnallinen osuus ei jää näkemättä.