LittleManComputer.jl

Маленький Человек Компьютер

Компьютер Little Man (LMC) — это очень простая микропроцессорно-компьютерная система, предназначенная для обучения начинающих программированию на ассемблере. Для простоты он представлен не как двоичный компьютер, а как десятичный. Он содержит 100 ячеек памяти, пронумерованных от 0 до 99. Здесь вы можете разместить инструкции и данные программы.

Каждая ячейка может содержать трехзначное десятичное число. Здесь мы можем хранить инструкции для выполнения компьютера или данные для работы. ЦП имеет один аккумулятор, который используется при выполнении арифметических операций. Существует также вход и выход, где вы можете читать пользовательский ввод и записывать выходные данные для пользователя.

Вот простой обзор набора инструкций. Каждая инструкция на самом деле представляет собой просто трехзначное число. Но обычно при программировании приходится иметь дело с буквенными сокращениями, которые легче запомнить. Вот совет о том, как читать описание ниже. Например, команда Add имеет номер 1xx . На самом деле это означает, что xx — это место, куда вы помещаете свой операнд (аргумент). Итак, 142 — это инструкция добавления содержимого ячейки памяти 42 к содержимому аккумулятора.

• ADD 1xx добавляет содержимое по адресу xx в память в аккумулятор.
• SUB 2xx вычитает содержимое адреса xx из того, что хранится в аккумуляторе. Сохраните результат в аккумуляторе.
• STA 3xx сохраняет аккумулятор по адресу xx в памяти.
• Нагрузочный аккумулятор LDA 5xx с содержимым по адресу xx в памяти.
• BRA 6xx переходит к позиции xx в программе.
• BRZ 7xx прыгает, если аккумулятор равен нулю
• BRP 8xx скачок, если аккумулятор равен нулю или выше (положительный).
• INP 901 заполняет аккумулятор числом из входа.
• OUT 902 помещает значение аккумулятора в очередь вывода.
• HLT 000 программа остановки

Пример программ LMC

В папке примеров вы можете найти больше примеров программ. Вот пример программы, которая считывает число из входных данных и затем ведет обратный отсчет. Таким образом, если на входе он читает 4, то на выходе он запишет 4, 3, 2, 1 и 0.

     INP
     OUT
LOOP BRZ QUIT // Jump to QUIT if accumulator is 0
     SUB ONE  // Subtract from accumulator what is stored in ONE
     OUT
     BRA LOOP // Jump (unconditionally) to the memory address labeled LOOP
QUIT HLT      // Label this memory address as QUIT
ONE  DAT 1    // Store 1 in this memory address.

Как использовать пакет Julia

Вы можете взять программу, написанную в качестве примера, сохранить ее в файле и передать это имя файла функции assemble(file) , которая создаст список трехзначных целых чисел, представляющих вашу программу и данные. Вы можете передать это в функцию simulate!(program, inputs) для запуска вашей программы. Это приведет к сбросу вывода.

Альтернативно вы можете скопировать и вставить код в один из веб-симуляторов LMC, описанных ниже.

Симуляторы LMC в сети

В Интернете можно найти несколько браузерных симуляторов для процессора LMC. Где вы можете пошагово перемещаться по программам и наблюдать в прямом эфире, как работает виртуальный компьютер.

• 101 Компьютерный симулятор. Выглядит шикарно с точки зрения внешнего вида.
• Симулятор робота-писателя. Выглядит более просто и примитивно, но мне эта версия больше нравится.

Игры на основе LMC

Есть несколько игр, в которые можно играть, основанных на небольших вариациях идеи LMC. Потенциально это хороший способ вовлечь детей в изучение программирования.

• Машина человеческих ресурсов
• TIS-100 — игра от Zachtronics, в которой вы, по сути, имеете дело с несколькими компьютерами LMC, которые вам нужно запрограммировать для взаимодействия друг с другом.
• Shenzhen IO также от Zachtronics, где вы программируете небольшие электронные штуковины, которые общаются друг с другом. Очень похож на LMC, но с элементом синхронизации, который имеет большое значение в электронике.