今天搜python实现模拟cpu的时候看到了这个
https://www.cs.drexel.edu/~bls96/museum/cardiac.html
kimi辅助总结
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CARDIAC：CARDboard Illustrative Aid to Computation
背景
- 开发: CARDIAC 由 David Hagelbarger 在贝尔实验室开发，用作教学工具，帮助解释计算机工作原理，适用于获取真实计算机资源非常有限的时代。
- 组成: CARDIAC 包括一个折叠的纸板“计算机”和一个说明书。
CARDIAC 组件
- 架构:
- CPU 部分: 位于左侧，包含五个滑块，用于输入卡片、累加器符号和指令数字。
- 内存部分: 位于右侧，具有单个滑块用于输出卡片。
- 内存: CARDIAC 拥有 100 个内存位置，每个位置可存储一个带符号的三位数。内存位置 00 和 99 具有特殊用途。
- CPU: 单累加器、单地址机器，其算术逻辑单元（ALU）支持加法、减法和十进制移位。
指令集
- 概述: CARDIAC 的指令集仅包含 10 条指令，每条指令由一个操作码（opcode）标识，操作码是从 0 到 9 的数字。
- 编码: 指令是表示为三位数的非负数，其中最显著的数字是操作码。
指令
- INP (0): 从卡片读取到内存。
- CLA (1): 清除累加器并从内存加载（装载）。
- ADD (2): 从内存加到累加器。
- TAC (3): 测试累加器并条件跳转（如果为负）。
- SFT (4): 移位累加器。
- OUT (5): 将内存位置写入输出卡片。
- STO (6): 将累加器存储到内存。
- SUB (7): 从累加器减去内存。
- JMP (8): 跳转并保存程序计数器（PC）。
- HRS (9): 停止并重置。
编程技术
- 汇编语言: CARDIAC 程序使用汇编语言格式编写，每行分为六列：地址、内容、标签、操作码、操作数和注释。
- 间接寻址: CARDIAC 通过在指令中指定地址的方式支持间接寻址。
- 栈: CARDIAC 使用栈数据结构，这是一种后进先出（LIFO）的机制。
- 子程序: CARDIAC 允许创建和使用子程序，可以是简单的或多重的，甚至可以是递归的。
子程序
- 简单子程序: 以 JMP 指令到位置 99 结束的代码段可以作为子程序调用。
- 多重子程序: 对于多重子程序或子程序调用另一个子程序时，需要更复杂的子程序链接机制。
- 递归: 子程序可以调用自身，CARDIAC 通过将返回地址推入栈来支持递归。
自举启动（Bootstrapping）
- 过程: 自举启动涉及将初始程序加载到 CARDIAC 并开始运行，利用内存位置 00 中的固定值。
- 自举加载器: 加载器循环读取卡片到内存并执行它们，允许程序在没有手动干预的情况下加载和运行。
CARDIAC 模拟器
- 功能: CARDIAC 模拟器允许执行 CARDIAC 代码，布局与实体 CARDIAC 不同，突出显示程序计数器指向的内存位置。
- 控制: 模拟器包括重置、清除内存、单步执行、慢速执行、运行和停止的按钮。
程序示例
- 从 1 到 10 计数: 一个简单的程序，打印出数字 1 到 10。
- 列表反转: 使用栈技术反转数字列表。
- 2 的幂: 打印出从 0 到 9 的 2 的幂。
- 汉诺塔问题: 提供了汉诺塔问题的解决方案，这是一个递归谜题。
- 勾股数对: 寻找满足勾股定理的三个整数集合（x^2 + y^2 = z^2）。