Вступление

Это второй набор серии «Основы железа». В нём мы соберём то, чем считает любой процессор, — сумматор — и пройдём весь путь: от одного бита до калькулятора, который складывает и вычитает числа со знаком.

Набор самостоятельный: начинается с транзистора, ничего не берёт из других наборов. Внутри:

• вентили NOT, NAND, NOR, AND, OR, XOR — собираем в первом же уроке;
• сумматоры — от полусумматора на один бит до восьмибитного ADDSUB8, каждый следующий из предыдущих;
• отрицательные числа и вычитание — тем же сумматором, без отдельной «вычиталки»;
• флаги C, Z, N, V — то, по чему процессор принимает решения;
• сравнение — как команда CMP узнаёт, какое число больше.

Итоговый калькулятор — 1 208 транзисторов.

Что получится

Пять уроков: полусумматор → 4 бита → вычитание и флаги → 8 бит и сравнение → калькулятор ±. Бонус-урок 6 — десятичный счёт, как в карманных калькуляторах. Если устал после пятого урока — набор уже закончен.

Как читать двоичные числа

Тумблеры и лампы показывают числа в двоичной системе: старший разряд слева. В таблицах проверки рядом с каждым числом написано, какие тумблеры включить: 1 — включён, 0 — выключен.