White stone computer

Yellow Stone Computer in Minecraft

kuzya — Tue, 02 Apr 2013 11:22:36 GMT

Yellow Stone Computer in Minecraft

Начало: 22.12.12
Работа окончена: **.**.**

От плана к реальности. © "Р-Техника"

Анонс возможных технических характеристик YSC:

*Частота процессора: ~0,4 - 0,8Hz (на 8 бит)

*Шина процессора: 16 бит

*Кэш процессора: 32 байта

*Объем постоянной памяти: 80 байт (64 байта доступно пользователю)

*Шина основной памяти: 16 бит

*Частота шины основной памяти: ~0,6 - 1,2Hz
(на 8 бит)

*Дисплей №1 (пиксельный) 8х8

*Дисплей №2 (семисегментный) 3 цифры

*Возможность чтения и записи перфокарт объемом
в 8 байт каждая

P.S.: возможно будет добавлена функция прослушивания мелодий

На данный момент проводятся работы связанные с устранением большого количества помех в системе. Разрабатываются новые детали.

kuzya

02.04.13

YouTube

Borjomi — Tue, 29 Jan 2013 19:20:18 GMT

White Stone Calculator in Minecraft

Начало: 15.11.12
Работа окончена: 08.12.12

Возможности: вычисление двух (положительных или отрицательных) двухзначных чисел.

Скорость работы: медленная

Официальная оценка: 1 место на 1 этапе МАН, 3 место на 2 этапе МАН

Моя оценка: 6,5/10

Планы на будущее: полная замена всех деталей на более быстрые, добавление новых возможностей

Принципы и методы создания шифратора/дешифратора

Borjomi — Wed, 02 Jan 2013 23:14:30 GMT

Шифратор/дешифратор необходим для преобразования кода входного сигнала на иной код выходного. Код – определенная последовательность сигналов с присвоенными им значениями, например код 10010011 с присвоенным двоичным значением (2 код) равен числу 147, а в двоично-десятичном коде это равно цифрам 9 и 3, т.е. числу 93. Поэтому необходимо помнить о том, какое значение присвоено коду. Каждый кодер/декодер имеет линию входа и выхода. Чем меньше сигналов может быть на линии выхода относительно входа, тем проще написать код (т.е. присвоенные значения). Пример: кодер из 10 в 2(10) код имеет 10 входов и 4 выхода, а декодер из 2(10) в 10 код имеет 4 входа и 10 выходов.

Есть несколько вариантов строения кодера/декодера (в зависимости от присвоенных коду значений) :

1) Используя инверторы в последовательном соединении

2) Используя логический элемент ИЛИ

3) Применяя сумматор (СУММ) и при необходимости коррекцию.

1) Начнем строительство. Для начала следует провести линию входа, которая будет расположена ниже линии выхода.

Необходимо заранее определить количество возможных сигналов на линиях входа и выхода (зависит от количества условий и от размерности входного кода). Далее проводим линию выхода над линией входа (между нижним и верхним блоком должен быть один свободный блок, красный провод считается за заполненный блок).

Перед тем как написать код (присвоить сигналам выхода определенные значения) мы должны определиться с видом входа и выхода (их размерностью, т.е. количеством сигналов на линии). Если на линии входа присутствует всегда не более одного сигнала, то необходимо применить инвертирование входа. Если на входе более одного сигнала, то применимо инвертирование выхода. Т.к. кодер/декодер первого типа строится на использовании инвертирования в каждом узле связи между линиями входа и выхода, то нам необходимо повторно инвертировать сигнал, чтобы получить требуемый результат (т.е. если на определенном входе действует 0, то на соответствующем ему выходе тоже должен действовать 0). Два последовательно соединенных логических элемента НЕ дают повторение ДА. Когда мы определились с тем, где будет происходить повторное инвертирование, мы можем приступать к написанию кода. Берем ручку и лист бумаги: рисуем линии входа перпендикулярные линиям выхода. Далее в местах пересечения линий мы можем нарисовать узел, таким образом, мы можем написать будущий код. Так выглядят узлы связи:

Если инвертировать вход, то на выходе будет 1, если на одном из узлов для этой полосы будет действовать 1, пример:

Если инвертировать выход, то на полосе выхода будет 1, если на ВСЕХ узлах этой полосы действует 0, пример:

2) Второй тип схож с первым в использовании узлов, но узлы второго типа состоят из повторителей. Кол-во полос линии входа и выхода равно, но далее полосы выхода объединяются логическими элементами ИЛИ. Пример: кодер из 10 в 2(10) код

3) Третий тип декодера применим к преобразованию кода в тех случаях, когда необходимо разложение числа на составляющие. Примером служит декодер из 2(10) в 2 код и из 2 в 2(10) код. Сумматоры необходимы для сложения составных частей числа (например, число 80 можно представить как сумму 64 и 16). При необходимости нужно использовать коррекцию, примером служит двоично-десятичный код в котором число 8 переходит не в 16, как в двоичном коде, а в 10, следовательно, нам нужно добавить коррекцию 6 (т.е. 16 представлено в виде 10+6)

Следите за появлением новых новостей!
Ваш iBorjomi.

03.01.13

Переход

Borjomi — Tue, 25 Dec 2012 23:57:33 GMT

Сайт дополнительно будет перенесен на fbook

http://www.facebook.com/profile.php?id=100004679735734

Следите за появлением новых новостей!
Ваш iBorjomi.

26.12.12

Новые разработки!

Borjomi — Sat, 22 Dec 2012 21:27:02 GMT

Новая груда деталей. Разработан FLOPPY дисковад. Каждая дискета на 8 байт (64 бит).

Следите за появлением новых новостей!
Ваш iBorjomi.

22.12.12

Двоичный код и сумматор

Borjomi — Sat, 22 Dec 2012 01:34:16 GMT

Двоичный код состоит из двух значений 1 и 0. Когда говорят, что машина работает на 8-ми битном двоичном коде, то подразумевают, что устройство имеет восемь разрядов (битов):

1 бит - числу 1

2 бит – числу 2

3 бит – числу 4

4 бит – числу 8

5 бит – числу 16

6 бит – числу 32

7 бит – числу 64

8 бит – числу 128

И расположены они в такой последовательности: 128,64,32,16,8,4,2,1

Следовательно, максимальное значение, которое мы можем записать, равно 255.

Сумматор двоичного кода представляет собой очень важную деталь для построения АЛУ и некоторых дешифраторов. Любой сумматор имеет два основных входа и один основной выход, также есть линия приема, и линия отдачи бита переноса. Какой логикой пользуется:

Если на входе 2 единицы (т.е. 01 и 01), то это будет равно биту переноса (т.е. 10). Если сказать иначе, то сумматор слаживает входные сигналы, при необходимости образуя бит переноса в следующий разряд.

Пример:

01001101 = 64+8+4+1 = 77

10011001 = 128+16+8+1=153

11100110 = 128+64+32+4+2=230

Для вычитания нам необходимо инвертировать нужное нам число (1 изменится на 0, а 0 на 1).

Пример:

00001110 = 11

11110001 = (-11) + алгоритм некоторых команд

СУММ:

00001110 = 11

11110001 = -11

11111111 = 255 + бит переполнения для 9-го разряда

+ инвертирование СУММ

00000000 = 0

Теперь объясню: когда есть бит переноса для 9-го разряда, то при вычитании ответ будет положительным, а если нет – отрицательным . Т.е. сигнал определяет больше или меньше модуль инвертируемого числа.

Далее дополним формулы:

1) если Х>У и Х+inУ=Z, то +1 бит

2) если Х<У и Х+inУ=Z, то inZ

3) если Х>У и inХ+У=Z, то inZ

4) если Х<У и inХ+У=Z, то +1 бит

5) при inX+inУ=Z +1 бит +inZ

где in – инвертирование числа

Z – сумма двоичного кода Х и У

Экспериментально мной была выведена пятая формула. По ней следует что когда мы инвертируем Х и У, то необходимо добавить один бит в первый разряд и сделать инвертирование результата т.к. ответ положительным быть не может.

1* линия отдачи бита перехода

2* линия приема бита перехода

Сумматор, общий вид:

искл. ИЛИ (исключение: если 1 и 1, то 0)

ИЛИ (1 если на одном из входов 1)

Полусумматор, общий вид:

Сумматор, линии битов перехода:

Следите за появлением новых новостей!
Ваш iBorjomi.

22.12.12

Я на YouTube

Borjomi — Fri, 21 Dec 2012 13:06:28 GMT

Первое опубликовпнное видео про WS Calc:

http://youtu.be/ihHhpPzcdrsbe

Ваш iBorjomi
21.12.12

Из истории проекта WS Calc. Часть 4. Первая минимизация. Этап 2

Borjomi — Tue, 18 Dec 2012 16:27:29 GMT

Второй этап был связан с устранением ошибок на промежутке от регистров 1,2 до памяти Х, У. На этом участке находится декодер из 2(10) в 2 код. Принцип его работы заключается в присвоении определенных значений 2(10) коду.

Например, для первой цифры это будет:

8*=80=64+16

4*=40+32+8

2*=20=16+4

1*=10=8+2

Для второй цифры это:

8*=8

4*=4

2*=2

1*=1

Если забыли, то напоминаю: когда мы вводим цифру, то ввод начинается с десятков, а заканчивается единицами. Что происходит с регистрами в моменты, когда мы вводим цифры:

1) По умолчанию счетчик стоит на положении У2, но когда он получает сигнал о том, что была введена первая цифра то переключается на Х1 и следовательно введенная нами цифра запишется в регистр 1.

2) При вводе второй цифры счетчик переключается в положение Х2, значит и цифра будет записана в регистр 2

3) После полной записи в регистры 1,2 происходит автоматические чтение из них.

4) Сигнал проходит через декодер из 2(10) в 2 с разной скоростью, поэтому чтобы сигнал правильно записался в память Х, У необходимо удержать сигнал так долго, чтобы ушли все помехи.

5) После этого таймер разрешает запись в ячейки памяти Х или У.

6) Т.к. счетчик находится в положении Х, то запись осуществляется именно в ячейки Х

7) С цифрами числа У аналогично.

У меня такой алгоритм начал правильно работать только за полторы недели до защиты МАН. Самую большую трудность представляла синхронизация задержки этих элементов. Разобравшись с этим вопросом, я к нему больше не возвращался, т.к. знал, что все исправно работает.

Следующим вопросом было АЛУ. Я считал, что написанные мной формулы для вычитания верны и достаточно просты в реализации, но как всегда я не учел все факторы.

Формулы имеют такой вид:

1) если Х>У и Х+inУ=Z, то +1 бит

2) если Х<У и Х+inУ=Z, то inZ

3) если Х>У и inХ+У=Z, то inZ

4) если Х<У и inХ+У=Z, то +1 бит

где in – инвертирование числа

Z – сумма двоичного кода Х и У

То есть были готовы формулы для Х+(-У) и (-Х)+У, но не было для (-Х)+(-У). Об этом будет подробно рассказано в дальнейших выпусках.

Общий вид системы:

Первая правильная попытка сделать декодер из 2 в 2(10):

Управление плюсом и минусом:

Управление АЛУ для минуса (не достроено) :

Таймер перед регистрами Х,У:

Участок от регистров 1,2 до памяти Х,У:

Нововведения: закончена синзронизация регистров, что дает возможномть получать правильный результат в двоичном коде; начало проектирования декодера из 2 в 2(10) код.

Следите за появлением новых новостей!
Ваш iBorjomi.

18.12.12

Непонятки

Borjomi — Tue, 18 Dec 2012 00:02:43 GMT

Термины, которые я могу часто использовать в тексте:

1) регистр - пямять, ячейка (хранит полученный сигнал)
2) дисплей - табло, монитор (отображает полученные данные)
3) регистр 1,2 - регистры первой и второй цифры, имеет кодировку 2(10)
4) регистр Х,У - регистры первого и второго числа, имеет кодировку 2
5) дешифратор, шифратор - кодер, декодер (преобразует код):
    из n в n:
    n=10 - десятичный код, т.е. цифры от 0 до 9
    n=10(2) - двоично-десятичный код, т.е. каждая цифра(от 0 до 9) числа записывается в виде четырехбитного двоичного кода.
    n=2 - двоичный код, который состоит из поределенной последовательности единиц и нулей
    n=7 - семиричный код, неоходим для семисегментного дисплея отображающего цифры.

Данный список будет пополняться по мере необходимости.

Ваш iBorjomi
18.12.12

Из истории проекта WS Calc. Часть 4. Первая минимизация. Этап 1

Borjomi — Mon, 17 Dec 2012 22:41:43 GMT

Начав свой проект, я не знал как, где, и в какой последовательности будут находится будущие элементы. Следовательно, я не заботился о синхронизации процессов. Осознав, что следующая моя проблема лежит именно в этом, я решил заново собрать свое устройство. Так как у меня были все составляющие части в это машине, то я извлек их, чтобы снова собрать, но улучшив, уменьшив размеры и убрав лишние блоки. Все это дало положительный результат, но забрало время.

Перестраивая систему, я так же делал акцент на то, чтобы каждый отдельный сигнал прошел свой путь от т.А до т.Б за самый короткий срок. Но это оказалось ошибкой, которую я понял намного позже. Процент ошибок по разным причинам составлял уже приблизительно 60-80% вычислений. Основной причиной такого большого показателя является почти полное отсутствие синхронизации взаимодействия регистров 1,2 и Х,У, системы ввода и записи в регистры 1,2, а так же отсутствие элемента который убирает помехи (ложные сигналы) перед регистром Х,У.

Я убрал все элементы, которые не работали, и начал проверку тех элементов, которые остались. Это привело к обнаружению некоторого количества ошибок. Исправив их, я удостоверился, что каждый элемент (по отдельности) правильно и выполняет свою функцию. По частям складывая систему в единое целое, я заново выводил все провода управления, которые нельзя было переместить из старого варианта. А это дало возможность увидеть лишние схемы. Например, число регистров для знака было сокращено в 2 раза, следовательно, было убрано и управление лишними регистрами.

Далее я начал поочередно соединять отдельные аппаратные блоки с системами управления, ввода, записи, чтения, обнуления и т.д. Первое что я сделал, на этом этапе, была синхронизация ввода, счетчика и регистров 1,2. Т.е. когда мы вводим цифру, она одновременно идет по таким путям:

в декодер из 10 в 7 для отображения изображения цифры на дисплее
при любом введенном значении (от 0 до 9) сигнал идет в счетчик, который руководит разрешением на запись в регистры 1,2
получив разрешение на запись, сигнал записывается в регистры 1,2

Это усложняется тем, что все три действия должны произойти согласованно, т.к. длина входного сигнала у нас равняется 1с.

На первом этапе минимизации я очень грубо, но все-таки настроил автоматизацию данных процессов. Кол-во ошибок составляло не более 10-20%. Более точная настройка была произведена в последующих этапах.

Первая часть перестройки:

Вторая часть перестройки:

Третья часть перестройки:

Изменины регистры 1 и 2 цифры:

Изменились вид и расположение клавиатуры:

P.S.: В названии темы сказано: "Этап 1”. На самом же деле все вышесказанное происходило в три этапа, причем третий этап имел свои варианты. Но я решил их объединить т.к. они затрагивают общие проблемы.

Нововведения: создана основа для дальнейшей автоматизации.

Следите за появлением новых новостей!
Ваш iBorjomi.

18.12.12