यदि आप कागज का एक टुकड़ा, एक प्रिंटर पेन , कैंची और गोंद लेते हैं ...

परिचय

गर्मियों में कंप्यूटर स्कूल में, हम कभी-कभी सुझाव देते हैं कि बच्चे एक "बायोकेम्प्यूटर" को इकट्ठा करते हैं, जो कि एक कंप्यूटिंग डिवाइस है, जो कि आपके पैरों के नीचे स्थित है। चूंकि बच्चों को यह अच्छी तरह से पता नहीं है कि कंप्यूटिंग डिवाइस की व्यवस्था कैसे की जाती है, यह आमतौर पर एक स्पॉइलर के नीचे की तस्वीर जैसा कुछ होता है। लेकिन कुछ अभी भी स्कोर या एबेकस बनाते हैं।





और हाल ही में, मुझे कागज से बने एक कंप्यूटर मॉडल का विवरण मिला, जिसे 1968 में बेल की प्रयोगशालाओं में विकसित किया गया था। कंप्यूटर को CARDIAC (CARDboard Illustrative Aid to Computation) कहा जाता है, जो कम्प्यूटिंग के लिए कार्डबोर्ड विज़ुअल एड के रूप में अनुवाद करता है। यही है, वास्तव में, यह वास्तव में कंप्यूटर नहीं है, क्योंकि एक व्यक्ति सिग्नल कंडक्टर के रूप में कार्य करता है, साथ ही साथ इसमें एक अंकगणितीय-तार्किक उपकरण भी है। फिर भी, यह आपको कुछ सिद्धांतों को समझने की अनुमति देता है जो आधुनिक कंप्यूटर प्रौद्योगिकी को रेखांकित करते हैं। इसके अलावा, एक छोटी खोज के बाद, मुझे CARDIAC के निर्माण के लिए एक विवरण और सामग्री मिली।

कंप्यूटर कैसे काम करता है

CARDIAC में दो ब्लॉक होते हैं - मेमोरी और प्रोसेसर। कई पेपर स्ट्रिप्स को प्रोसेसर इकाई में डाला जाता है जिसके साथ आपको निष्पादन निर्देश का चयन करने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, मेमोरी ब्लॉक में एक टेप डाला जाता है जहां आउटपुट होता है, और इनपुट डेटा के साथ एक टेप प्रोसेसर में डाला जाता है।

स्मृति

कंप्यूटर में 00 से 99 के पते के साथ 100 मेमोरी सेल हैं। उनमें से प्रत्येक का उपयोग एक निर्देश या एक तीन अंकों की संख्या को संग्रहीत करने के लिए किया जा सकता है। किसी भी सेल को अधिलेखित किया जा सकता है, इसलिए आप चाहें तो एक स्व-संशोधित कार्यक्रम भी लिख सकते हैं। कोशिकाओं में मूल्यों को एक पेंसिल का उपयोग करके दर्ज किया जाता है, और एक पेंसिल और इरेज़र का उपयोग करके संशोधित किया जाता है। इसके अलावा, सेल में मान 001 को हमेशा "फ्लैश" किया जाता है। वेतन वृद्धि के लिए इसका उपयोग करना बहुत सुविधाजनक है, क्योंकि कंप्यूटर में तर्कों के प्रत्यक्ष मूल्यों के साथ कमांड नहीं है।



यहाँ मूल मेमोरी ब्लॉक कैसा दिखता है:

निर्देश काउंटर

मूल में, एक लेडीबग का उपयोग एक निर्देश काउंटर के रूप में किया जाता है, जैसा कि ऊपर की आकृति में है। यह प्रत्येक मेमोरी सेल में छिद्रित विशेष छिद्रों में डाला जाता है। चूंकि मैं 100 छेद नहीं करना चाहता था, इसलिए मैंने कमांड काउंटर को नामित करने के लिए एक और लेडीबग का उपयोग किया - मैंने इसे वांछित सेल पर रखा।

बैटरी

कंप्यूटर में एकमात्र रजिस्टर बैटरी है। इसका उपयोग अंकगणितीय संचालन (जोड़, घटाव, बदलाव) और साथ ही सशर्त संक्रमण के लिए किया जाता है। मेमोरी सेल्स के विपरीत, एक बैटरी 4 दशमलव स्थानों को स्टोर कर सकती है।

कमान प्रणाली

प्रत्येक निर्देश तीन अंकों की दशमलव संख्या का उपयोग करके एन्कोड किया गया है। पहला अंक हमेशा opcode होता है। शेष दो अंक आमतौर पर उस सेल का पता होता है जिस पर अनुदेश संचालित होता है।



कार्डिएक 10 अलग-अलग निर्देशों का पालन कर सकता है (0 से 9 तक कोड के साथ):

• 0 - आईएनपी - इनपुट टेप से इनपुट मूल्य
• 1 - सीएलए - मेमोरी सेल की सामग्री को बैटरी में लोड करना
• 2 - एडीडी - बैटरी में एक मेमोरी सेल जोड़ना
• 3 - टीएसी - निर्दिष्ट पते पर कूदें यदि बैटरी का मूल्य नकारात्मक है
• 4 - SFT - किसी दिए गए दशमलव स्थानों की संख्या से बाएँ और दाएँ ऑपरेशन शिफ्ट
• 5 - OUT - मेमोरी सेल आउटपुट टेप में
• 6 - एसटीओ - बैटरी को मेमोरी सेल में लिखें
• 7 - एसयूबी - बैटरी से मेमोरी सेल का घटाव
• 8 - जेएमपी - निर्दिष्ट पते पर बिना शर्त कूद
• 9 - एचआरएस - बंद करो और रीसेट करें

कंप्यूटर निर्माण

मैंने मोटे कागज पर संलग्न सामग्रियों को मुद्रित किया, सभी आवश्यक छेदों को काट दिया, चलती स्ट्रिप्स को आवक डाला और दोनों ब्लॉकों को चिपका दिया।

यह सब कैसे काम करता है?

कंप्यूटर के कामकाज में निर्देशों का लगातार निष्पादन होता है। निष्पादन शुरू करने से पहले, आपको यह देखने की ज़रूरत है कि लेडीबग कहाँ स्थित है (यानी, निर्देश काउंटर) और स्ट्रिप्स को स्थानांतरित करने के लिए, "मेमोरी रजिस्टर" विंडो में इस मेमोरी सेल से मान टाइप करें।







फिर आपको तीरों का पालन करने की आवश्यकता है, शिलालेख "प्रारंभ" से शुरू होकर सभी निर्देशों का पालन करें। उदाहरण के लिए, ऊपर की तस्वीर में, आपको पहले निर्देश काउंटर को आगे बढ़ाना होगा, और फिर सेल 41 की सामग्री को बैटरी में जोड़ना होगा।



बेशक, गणना (जोड़, घटाव और बदलाव) मैन्युअल रूप से करनी होगी। ऐसा करने के लिए, शिलालेख "एक्यूमुलेटर" के बगल में कई खिड़कियां हैं जो आपको एक कॉलम में जोड़ने / घटाने की अनुमति देती हैं।

कंप्यूटर उदाहरण

शुरू करने के लिए, मैंने "दर्ज किया" (यानी, 17 से 23 तक मेमोरी सेल में पेंसिल में लिखा है) मैनुअल में दिए गए कार्यक्रमों में से पहला:

पता	मूल्य	प्रतिलिपि
17	034	सेल 34 में मान दर्ज करें
18	035	सेल 35 में मान दर्ज करें
19	134	बैटरी को सेल 34 कॉपी करें
20	235	बैटरी में सेल 35 जोड़ें
21	636	सेल 36 को बैटरी लिखें
22	536	प्रिंट सेल 36
23	900	बंद करो और रीसेट करें

यह प्रोग्राम इनपुट टेप से पढ़े गए दो नंबरों को जोड़ता है और आउटपुट टेप पर परिणाम लिखता है।

इनपुट निर्देश इनपुट टेप से मूल्य को पढ़ता है, इसे निर्दिष्ट सेल में लिखता है, और फिर इनपुट टेप को एक कदम आगे बढ़ाता है ताकि अगला मूल्य "इनपुट" विंडो में दिखाई दे। मेमोरी सेल में मान लिखने के लिए आपको एक पेंसिल (और संभवतः इरेज़र) का उपयोग करना होगा।



इस प्रोग्राम को 42 और 128 के मान के साथ निष्पादित करने के बाद, मेमोरी स्टेट निम्नानुसार हो गई:

कंप्यूटर प्रदर्शन

बेंचमार्क के बिना कंप्यूटर की समीक्षा क्या है? मैंने मैनुअल से निम्नलिखित कार्यक्रम लिया, दो संख्याओं को गुणा करने के लिए डिज़ाइन किया गया।

पता	मूल्य	प्रतिलिपि
07	068	सेल 68 में मान दर्ज करें
08	404	4 को दाईं ओर शिफ्ट करके बैटरी को ज़ीरो करें
09	669	बैटरी को सेल 69 पर लिखें
10	070	सेल 70 में मान दर्ज करें
11	170	सेल 70 को बैटरी में लोड करें
12	700	बैटरी से सेल 0 (यानी मान 1) घटाएं
13	670	सेल 70 को बैटरी लिखें
14	319	यदि बैटरी का नकारात्मक मान है, तो 19 पते पर जाएं
15	169	बैटरी में सेल 69 लोड करें
16	268	बैटरी में सेल 68 जोड़ें
17	669	बैटरी को सेल 69 पर लिखें
18	811	पता ११ पर जाएं
19	569	प्रिंट सेल 69
20	900	रोकना है

मैंने इनपुट 5 और 3 के लिए इस कार्यक्रम को चलाया। इस मामले में, 34 निर्देशों का पालन करना आवश्यक था, जो मुझे 15 मिनट से थोड़ा कम समय लगा। इसलिए, इस कंप्यूटर (मेरे साथ पूरा) के निर्देशों का पालन करने की आवृत्ति लगभग 38 मेगाहर्ट्ज (मेगाहर्ट्ज के साथ भ्रमित नहीं होना) थी।

अन्य कार्यक्रम

CARDIAC के रचनाकारों ने मामले को गंभीरता से लिया और विकसित किया (उपरोक्त के अलावा) निम्नलिखित कार्यक्रम:

• किसी संख्या के अंकों को "फ़्लिपिंग" करने का कार्यक्रम
• इनपुट टेप से प्रोग्राम लोड करने के लिए बूटस्ट्रैप
• सबरूटीन कॉल तंत्र
• एक मुट्ठी (यानी, खेल बचे) के साथ नीम खेलने का एक कार्यक्रम

संदर्भ

मूल दिखाने वाला वीडियो:

• विकिपीडिया पृष्ठ: en.wikipedia.org/wiki/CARDboard_Illustrative_Aid_to_Computation
• आपके कंप्यूटर पर Google+ पृष्ठ: plus.google.com/u/0/communities/105401067945055411018
• DIY सामग्री: kylem.net/hardware/hardware.html