Разработка НГУ поможет собрать 8-битный процессор и собственную игровую консоль — и все это в браузере, без специальных знаний. Симулятор «Компьютер Ершова», названный в честь пионера отечественного программирования, превращает изучение компьютерной архитектуры в увлекательный интерактивный курс для школьников и студентов.
Выпускник Новосибирского государственного университета Дмитрий Калашников разработал браузерный симулятор «Компьютер Ершова». Это интерактивная образовательная среда, в которой пользователь может последовательно собрать работающий 8-битный микропроцессор, используя базовые логические вентили, настроить периферийные устройства и написать для него программу на встроенном языке ассемблера. Базовая версия симулятора доступна бесплатно для самостоятельного ознакомления.
Название проекта отсылает к академику Андрею Петровичу Ершову — одному из пионеров отечественного программирования и создателю первой школьной программы по информатике. По словам автора, цель симулятора — дать возможность поэтапно собрать функционирующий компьютер из отдельных элементов, что позволяет на практике освоить принципы работы аппаратного обеспечения.
Обучение в симуляторе построено по принципу «снизу вверх»: пользователь начинает с базовых логических элементов (AND, OR, NOT), затем переходит к созданию сумматоров, триггеров и арифметико-логического устройства. В процессе используются такие механизмы, как Memory-Mapped I/O, адресный дешифратор и работа с шинами, что приближает опыт к реальному проектированию. Сложность постепенно возрастает, и на финальных этапах пользователь может создать процессор с Гарвардской архитектурой.
Для работы с симулятором не требуется предварительных знаний: в среду встроены теоретический учебник и справочник компонентов. Процесс обучения подкреплен игровой механикой: за самостоятельное прохождение 47 уровней начисляется внутриигровая валюта — «Транзисторы». Использование автоматической сборки, напротив, ведет к штрафным санкциям. Каждый уровень проверяется через систему валидации, которая сравнивает поведение схемы пользователя с эталонной таблицей истинности. По мере прогресса открываются новые компоненты, а завершающим этапом становится написание программ на ассемблере для собранного процессора.
По словам автора, основная задача симулятора — сделать аппаратную архитектуру компьютера понятной и доступной, перестать воспринимать ее как «магию». Проект рассчитан на то, чтобы дать начинающим инженерам и программистам фундаментальное понимание работы процессора на физическом и логическом уровнях.
На данный момент у «Компьютера Ершова» нет строгих аналогов ни в России, ни за рубежом. В ближайших планах автора — дальнейшее развитие интерфейса, расширение методической базы и переход от виртуальной среды к реальному учебному оборудованию.
Читайте также: ЦЕРН испытал сверхпроводящие магниты, которые избежали квантового скачка при запуске.