Διάφορα θέματα
Μπορούμε να αγγίξουμε τις εσωτερικές μονάδες ενός μικροτσίπ;
Οι μικροεπεξεργαστές και η αρχιτεκτονική υπολογιστών, αποτελούν βασικά μαθήματα στα τμήματα πληροφορικής και μηχανικών υπολογιστών στην ανώτατη εκπαίδευση. Από την άλλη πλευρά, αυτό το επιστημονικό πεδίο πρέπει επίσης να απομυθοποιηθεί και για άλλους φοιτητές σε συναφείς κλάδους, όπου εμπλέκεται η ψηφιακή τεχνολογία. Στα τρέχοντα προγράμματα σπουδών της ανώτατης εκπαίδευσης, χρησιμοποιούνται αποκλειστικά προσομοιωτές λογισμικού, λόγω της πολυπλοκότητας των εργαλείων υλικού και του κόστους συντήρησης/αγοράς τους. Ο Πάνος Παπάζογλου σχεδίασε ένα παγκοσμίως πρωτότυπο και πλήρως λειτουργικό εκπαιδευτικό ΚΙΤ (Hardware-Oriented Microprocessor Simulator-HOMS) για την προσομοίωση μικροεπεξεργαστών και μικροϋπολογιστών. Αυτό το εργαλείο βασίζεται στην πλατφόρμα Arduino, είναι διαθέσιμο ως open-source και μπορεί εύκολα να αναπαραχθεί.
Πρόκειται για μια πρωτότυπη κατασκευή που αναπαριστά με τρισδιάστατα φυσικά αντικείμενα, τις εσωτερικές μονάδες ενός μικροεπεξεργαστή. Με απλά λόγια, πρόκειται για μια λειτουργική αναπαράσταση του αθέατου κόσμου, που βρίσκεται μέσα στο τσιπ. Ο χρήστης μπορεί να αγγίξει στην πραγματικότητα τις εσωτερικές μονάδες του μικροεπεξεργαστή και να τις προγραμματίσει, σχηματίζοντας συνολικά ένα λειτουργικό μοντέλο, απαντώντας στο αδιανόητο ερώτημα: Μπορούμε να αγγίξουμε τις εσωτερικές μονάδες ενός μικροτσίπ;
Έμπνευση από τους πρώτους...
Είναι συναρπαστικό να εμπνέεσαι από τους πρωτοπόρους των πρώτων προσωπικών υπολογιστών και αυτό αποτελεί μέρος της κληρονομιάς της εποχής των vintage υπολογιστών.
Το 1970, ο John Blankenbaker σχεδίασε ένα μοναδικό μηχάνημα για την εποχή του, τον πρώτο προσωπικό υπολογιστή, με την ονομασία Kenbak-1, ο οποίος έγινε διαθέσιμος το 1971 -πιο νωρίς από οποιονδήποτε εμπορικό μικροεπεξεργαστή-.
Αυτός ο υπολογιστής προγραμματίζεται χρησιμοποιώντας το δυαδικό σύστημα μέσω κουμπιών, επιτρέποντας στους χρήστες άμεση πρόσβαση σε φυσικές θέσεις μνήμης. Ο Kenbak-1 δεν έχει έξοδο οθόνης εκτός από οκτώ λυχνίες LED, οι οποίες αναπαριστούν τιμές byte από συγκεκριμένες θέσεις μνήμης. Οι διευθύνσεις και τα δεδομένα εισάγονται χειροκίνητα ρυθμίζοντας την κατάσταση των LED και χρησιμοποιώντας τα κουμπιά της πρόσοψης.
Εμπνευσμένος από τη γενική ιδέα του Kenbak-1, αναπτύχθηκε ένας νέος εκπαιδευτικός υπολογιστής 8-bit (8bitCOMP). Αν και εμπνευσμένος από τον Kenbak-1, ο 8bitCOMP διαθέτει εντελώς διαφορετικό σχεδιασμό και υλοποίηση. Συγκεκριμένα, υλοποιείται σε λογισμικό εντός ενός μικροελεγκτή (πλατφόρμα) και διαθέτει φυσική διεπαφή χρήστη με λυχνίες LED και κουμπιά.