设计一个CPU
计算机体系结构与设计
讲师：Ross McGowan
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你将学到什么
- 设计并仿真 8 位 CPU
- 创建您自己的指令集
- 创建您自己的汇编语言
- 在 EXCEL 中创建您自己的汇编器
- 在 EXCEL VBA 中创建自己的汇编语言 DEBUGGER
- 编写您自己的汇编语言程序
- 简而言之，“如果您想了解计算机是如何工作的，那么就参加这门课程！！！”
- 没错，“如果您真的想知道计算机是如何工作的，那么就参加这门课程！！！”
- 添加了 78 种不同语言的字幕
要求
- 你需要一台电脑。我还推荐一本名为 ButHowDoItKnow 的书，《每个人的计算机基本原理》，作者是 J. Clark Scott。
描述
如果您想了解计算机如何工作，那么本课程适合您。我负责设计一个简单的 CPU（中央处理单元），它是现代计算机的心脏。我在一个名为 Logisim 的在线工具中设计并模拟了 CPU 的每个模块。您可以下载该工具并在自己的计算机上模拟 CPU，或者如果您愿意，您可以复制我的模拟文件并将其加载到工具中并模拟您在视频中学到的内容，或者只是听视频（由你决定）。
我已经添加了 78 种不同语言的字幕。如果您的语言不存在，请联系我，我会将其添加进去。如果您的母语不是英语，请尝试字幕并以 0.75 倍的速度运行视频。
首先，我们下载名为 LOGISIM 的免费设计工具，在其中设计和模拟 CPU，并浏览该工具并向您展示它是如何工作的。然后乐趣就开始了。我们设计并模拟以下模块
简单逻辑门
1位存储单元
8位存储单元
8位寄存器
解码器
RAM（随机存取存储器）
ALU（算术逻辑单元）
钟
然后，我们从辛苦的工作中休息一下（噗噗！！！）并问一个问题：“计算机可以回答生命、宇宙和一切的问题吗？” ‘ 我们来看看什么是计算机以及它能做什么，更重要的是不能做什么！我们在接下来的两个视频中回答这个问题。
算法
图灵机
经过短暂的休息后，我们将继续设计 CPU。我们设计并模拟最困难的部分，称为控制单元。这就是奇迹发生的地方，当你可以说“我知道计算机是如何工作的！！！”时，你会得到那个令人惊奇的顿悟时刻！’ 在本节中，我们在控制单元内构建指令集。该指令集包括：
获取执行周期
算术运算器指令
加载和存储指令
数据指令
跳转寄存器指令
跳转地址指令
JUMP IF 指令
清除标志指令
然后，我们在 Microsoft Excel 中构建一个汇编器（什么是汇编器？一旦你到达这一点，你就会知道，并且你会轻松自如！）
然后，我们使用 Excel VBA 对 CPU 进行建模，并由此构建汇编语言调试器。这将帮助我们编写汇编语言程序。最后，我们可以用我们的第一个汇编语言程序加载 CPU。将 2 个数字相乘的算法（听起来可能不多，但您可以设计自己的算法并在您自己的 CPU 上模拟它们）。
然后我们看看顶级模拟。我们将第一个程序加载到 CPU RAM（内存）中，并观看它在我们眼前实时运行该程序。您可以让它快速执行代码，也可以一次单步执行 0 和 1，查看您刚刚设计的 CPU 内部发生的每一个小细节！
另请留意奖励部分，了解我将定期添加的额外材料。我将 CPU 从 8 位扩展到 16 位，创建了一些在 CPU 上运行的更多汇编语言算法，并详细解释了来自汇编器和调试器的 VBA 代码（还有更多内容）。
本课程遵循ButHowDoItKnow（每个人的计算机基本原理）一书中的CPU设计。本课程在作者网站上有特色。您不需要购买这本书来学习该课程，但我强烈推荐这本书。
如果您想了解计算机的核心是什么以及它是如何工作的，那么这就是适合您的课程！
本课程适合谁：
- 每个提出“计算机如何工作？”问题的人
