Mire este video que muestra la calculadora de raíz cuadrada de coma flotante basada en relés en acción.
Como recordarán, uno de mis proyectos de pasatiempos actuales es “construir una computadora de 4 bits desde cero”. Estoy trabajando en este proyecto con mi amigo del Reino Unido, Joe Farr. Con el tiempo, planeamos montar gabinetes de madera con mampara de vidrio en las paredes. Uno contiene el generador de reloj, otro contiene la CPU y el otro contiene la consola del programador que permite al usuario especificar la dirección y los valores de datos mediante interruptores de palanca. Esta consola facilita a los usuarios ingresar programas y ver manualmente el contenido de la memoria. Finalmente, hay una colección de gabinetes de memoria y de entrada/salida.
Lo interesante es que el contenido de cada gabinete se realiza utilizando una variedad de tecnologías de implementación, como relés, tubos, transistores, chips lógicos de la serie Jelly bean 74, lógica magnética, lógica neumática y lógica de fluidos. .
En un futuro no muy lejano (tan pronto como tenga algo de tiempo libre para escribir cosas), puertas lógicas básicas (AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR y XNOR). Como parte de esto, exploraremos temas como la mitigación de la metaestabilidad y el manejo de los rebotes del interruptor (próximamente).
Habiendo dicho todo eso, también debo admitir que construir una encarnación física de esta bestia es difícil y requiere mucho tiempo. . Es una pena porque queremos que esta pequeña estafa tenga un papel educativo, la solución es empezar con una representación virtual en forma de emulador. Esto es en lo que Joe está trabajando; aquí hay una captura de pantalla:
Emulador de computadora Maxfield/Farr HRRG de 4 bits (Fuente: Joe Farr)
Como puede ver, actualmente está disponible en un rack de 3 bandejas. La primera ranura en la esquina izquierda de la bandeja superior tiene el interruptor maestro de encendido y reinicio. La siguiente ranura contiene el reloj del sistema. Las ranuras restantes en la bandeja superior están dedicadas a ver la CPU y sus registros internos.
Las primeras cuatro ranuras de la segunda bandeja están ocupadas por la consola del programador. Las ranuras restantes no se utilizan actualmente, pero eventualmente albergarán gabinetes de memoria ROM y RAM, puertos de entrada/salida, lectores de cintas de papel y más. La posición de todos estos elementos es configurable por el usuario. Además, los usuarios pueden crear sus propios gabinetes virtuales.
Joe diseñó esto con un backplane de software que imita cómo funciona en el mundo real. Permite a los usuarios crear y ejecutar programas en dominios virtuales. Una vez que esté listo, puede agregar uno o más gabinetes físicos a su mundo real. Estos gabinetes pueden contener palabras de memoria de cuatro bits o un puerto de entrada/salida (E/S). a una CPU totalmente funcional.
También será posible construir gabinetes físicos que contengan verdaderos “aceleradores de hardware”. En lo que respecta a la CPU principal, cada acelerador de hardware parece una colección de ubicaciones de memoria y puertos de E/S. Por ejemplo, puede crear un gabinete basado en relés. Su función era calcular la raíz cuadrada del valor representado por la entrada.
Elegí este ejemplo en particular porque mi amigo James “Chewy” Vroman me envió el enlace. este video Muestra el funcionamiento de una calculadora de raíz cuadrada de coma flotante basada en relés.
creado por un nuevo héroe Simón Winder, esto es hermoso de ver. Me encanta usar el dial de mi teléfono para ingresar números. (Nota para usted, agregue un dial de teléfono giratorio a su computadora). También noté un ensamblaje de leva de forma irregular en la esquina superior derecha del gabinete. A medida que gira, activa dos microinterruptores de brazo largo para generar un reloj de dos fases (que es lo que supongo). (Nota para mí mismo, necesito un árbol de levas giratorio mecánico para hacer algo). También me gusta el pequeño sonido de “dang” cuando este dispositivo completa sus cálculos. (Tenga cuidado, asegúrese de agregar un sonido de ‘ding’ a su gabinete de acelerador de hardware).
Fui al sitio web de Simon y dijo: ¿Puede el universo futuro comunicarse con el universo pasado para decirle qué decisiones a nivel cuántico deben tomarse para generar el universo futuro? Esta era mejor entre ellas.) No hace falta decir que esta es la base de la operación del tiempo máquina, que actualmente está fuera de servicio. Además, sin mencionar que en Huntsville, Alabama, donde actualmente uso mi sombrero, no puedo obtener las piezas de repuesto que necesito.
Personalmente, me encanta escuchar los relés traqueteando en el fondo. Ejecuto el emulador principal de CPU de 4 bits aquí en la PC de mi oficina, y esa CPU está haciendo cálculos inteligentes mientras la pared Puede imaginarse fácilmente comunicándose con un gabinete basado en relés instalado en y tú ¿todavía estás emocionado?