مشروع عمل كمبيوتر مصغر Betatron بلغة C++

لدي مشروع وارغب في عمله مع شرح للكود

في هذا المشروع، ستقوم ببناء حاسوبك الخاص! ليس حاسوبًا حقيقيًا، بل حاسوبًا مُحاكى وفقًا للمواصفات التالية.

بيتراترون-001 هو حاسوب بسيط جدًا، يحتوي على مجموعة محدودة من تعليمات لغة الآلة، وكمية صغيرة من الذاكرة الحرة التي يخزن فيها كلًا من برنامجه بلغة الآلة والبيانات التي يعمل عليها البرنامج. (يمكن للبيتراترون تحميل برنامج واحد فقط في الذاكرة في كل مرة، لذلك تعدد المهام غير ممكن حاليًا).

تتكوّن ذاكرة البيتراترون من 100 خانة (word). يمكن لكل خانة تخزين قيمة تتراوح بين 0 و9999. ويمكن تمثيل قيمة الخانة بشكل مريح كرقم مكون من أربعة أرقام، مثل: 9876، 0012، 0902، وهكذا. يمكن استرجاع القيم من الذاكرة باستخدام الموقع كمؤشر، مثلاً:

memory[3] تحتوي على القيمة المخزنة في الموقع الرابع من الذاكرة (حيث يبدأ العد من الصفر).

يمتلك البيتراترون مسجلين (Registers) يُستخدمان لإجراء العمليات الحسابية:

•المُجمِّع (Accumulator): مسجل عام الغرض.

•عداد البرنامج (Program Counter): يخزن موقع الذاكرة الخاص بالتعليمة التالية التي سيتم تنفيذها.

تقوم برامج البيتراترون بإجراء الحسابات عبر نقل القيم بين المُجمِّع والمواقع المفتوحة في الذاكرة (أي المواقع التي لا يستخدمها البرنامج). يمكن إجراء عمليات حسابية مختلفة (مثل الجمع والطرح) على هذه القيم، كما يمكن للبيتراترون إدخال أرقام من لوحة المفاتيح، وإخراج نتائج عبر الطباعة على الشاشة.

يتبع البيتراترون دورة تشغيل تتكون من الجلب–الفك–التنفيذ لتشغيل برنامج مخزن في الذاكرة:

•الجلب (Fetch): يسترجع الحاسوب من الذاكرة الكلمة الموجودة في الموقع المشار إليه بعداد البرنامج.

•الفك (Decode): يحاول تفسير الكلمة كتَعليمة بلغة الآلة.

•التنفيذ (Execute): إذا تم فك الشفرة بنجاح، يحاول تنفيذ التعليمة، ثم يزيد قيمة عداد البرنامج (ما لم تقم التعليمة بتعديله صراحةً).

يمتلك البيتراترون لغة آلة تتكون من 13 أمرًا فقط، موضحة في الجدول المرفق

سيتم تزويد المستقل بكافة التفاصيل لاحقا