Informatyka

Poznanie, choćby fragmentaryczne, szczegółów konkretnej maszyny daje pojęcie o istocie działania każdego komputera, gdyż każdy realizuje podobne i – co do zasady – niezbyt skomplikowane operacje opisane w klasycznym modelu von Neumanna sprzed ponad 60 lat. Komputer 2K+ jest modelem prezentującym charakterystyczne cechy architektury CISC (Complex Instruction Set Computer), jaką mają np. procesory rodziny x86 stosowane w komputerach osobistych PC nieprzerwanie od lat 80. Te cechy to m.in. operacje typu rejestr-pamięć wykonywane na zawartości pamięci, wiele sposobów adresowania argumentu, niewielka liczba rejestrów uniwersalnych, zmienna długość słowa rozkazowego. Jest to model dydaktyczny, więc starano się implementować możliwie krótką, ale nie trywialną listę rozkazów, a z drugiej strony unikać zbędnych osobliwości. Pewna (ale nie zupełna!) zgodność architektury 2K+ z architekturą procesorów x86 pracujących w 16-bitowym tzw. trybie rzeczywistym (real mode) pozwala na stosunkowo łatwe jej modelowanie z użyciem narzędzi dostępnych pod systemem operacyjnym MS DOS (debugger uruchamiany z wiersza polecenia Windows – zob. rozdz. 8). Dla komputera 2K+ zdefiniowano listę rozkazów i system przerwań (rozdz. 4) oraz język prostego asemblera Kass (rozd. 3) o składni wzorowanej częściowo na asemblerze x86, a częściowo na słynnym swego czasu minikomputerze PDP-11. Możliwości operacyjne rozkazów i styl programowania w asemblerze ilustrują krótkie przykłady programów podane w rozd. 6. Architekturę 2K+ opisano też formalnie w zmodyfikowanej notacji ISP (rozdz. 9). Stosunkowa prostota 2K+ pozwala na pełny opis wstępnego projektu struktury (organizacji logicznej) na poziomie rejestrowym (register-transfer level) i projektu sterowania tą strukturą. Wykaz wszystkich sekwencji mikrooperacji zamieszczono w rozdz. 5. Bardzo atrakcyjne narzędzie do badania architektury modelowego komputera jak i do ćwiczeń w programowaniu w języku asemblera Kass stanowi emulator, będący treścią rozdz. 7. Przedstawienie tego programu, będącego dziełem studenckim, może dodatkowo stanowić zachętę do samodzielnej działalności projektowej.

Materiały z 5 Międzynarodowej Konferencji CASTR'2009, która odbyła się w Mościbrodach w dniach 28-31 stycznia 2009 r.

Symulacje komputerowe należą do najtrudniejszych przedmiotów wykładanych na kierunkach studiów informatycznych. Coraz powszechniej stosowane przez badaczy w różnych dziedzinach naukowych – w naukach ścisłych stały się wręcz jednym z podstawowych narzędzi badawczych. Zagadnienia poruszane w tym podręczniku dobrze ilustrują specyfikę symulacji komputerowych i przybliżają metodykę rozwiązywania problemów na konkretnych przykładach.