Construa sua própria CPU de 16 bits com o Microsoft Excel!

-Desafios científicos

Não se apresse em perguntar imediatamente.“Por quê?"Criar uma CPU usando apenas uma planilha Excel é realmente um desafio inusitado. Uma aventura no mundo da tecnologia da informação que ajuda você a entender mais de perto como um processador funciona. Se o que um programador excêntrico criou, com tanta paciência, não tem valor prático, bem, deixa para lá. Colocar em prática essa ideia maluca e quase impossível é apreciável por si só. E também tem um certo valor educacional.

Criar uma CPU de 16 bits a 3 Hz (!) é possível com o Microsoft Excel

No repositório GitHub do projeto Excel de CPU de 16 bits você pode encontrar vários arquivos. O documento CPU.xlsx é a planilha principal que simula uma CPU de 16 bits equipada com 16 registros gerais, 128 KB de RAM e display virtual de 128 x 128 pixels. Todo o sistema é suportado por um sinal de relógio que pode ser facilmente redefinido (basta pressionar o botão F9 ).

O autor explica que também criou uma linguagem de programação “ad hoc”, batizando-a de Excel-ASM16. Composta por 24 instruções, incluindo LOAD, STORE, JUMP e instruções algébricas, a linguagem permite aos usuários escrever programas diretamente no Excel. Por exemplo, você pode adicionar, subtrair, multiplicar e dividir usando instruções como ADD , SUB , MULT e DIV.

Em termos de controle de fluxo do programa, o simulador oferece a possibilidade de operar em modo automático ou manual. Tudo isso sem nunca recorrer a scripts Visual Basic dentro do Excel e contando exclusivamente com o uso de scripts normais fórmulas.

Obviamente o Excel não é a plataforma certa para apoiar tal projeto e apoiar o processamento com uma abordagem que olha para o desempenho. Tanto que a velocidade do clock do processador virtual para em apenas 3 Hz. Apesar do desempenho absolutamente medíocre, para dizer o mínimo, o projeto Excel permite que você verifique o funcionamento interior da CPU enquanto faz seu trabalho.

Testando a CPU do Excel de 16 bits: como compilar o projeto

A linguagem Excel-ASM16 permite escrever programas diretamente na planilha ou importá-los de arquivos binários. Depois de escrever o programa, o próximo passo é a compilação.

Um programa Python chamado “compileExcelASM16.py” facilita a conversão do código-fonte em comandos que podem ser executados pela unidade central de processamento (CPU) de um computador. Para executar este processo, pode-se utilizar o seguinte comando de compilação recomendado:

py compileExcelASM16.py programa.s ROM.xlsx

No lugar de program.s você deve especificar o programa a ser executado: na subpasta “programas de amostra” você pode encontrar alguns exemplos para usar imediatamente. A ROM (Read-Only Memory) da CPU virtual, armazenada no arquivo ROM.xlsx, representa o conteúdo da memória não volátil utilizada para armazenar dados que devem ser retidos mesmo quando o sistema é desligado ou quando a energia é interrompida.

Evite pressionar fervorosamente a tecla F9, como adverte o criador do peculiar projeto do Excel. É essencial reconhecer que o Excel requer um tempo adequado para revisar inúmeras células; paciência deve ser exercitada até que seja observado o aparecimento de “Pronto” no canto inferior esquerdo.

Este vídeo do YouTube contém uma discussão detalhada do trabalho realizado para simular a CPU de 16 bits no Excel.

Crédito da imagem de abertura: iStock.com – jonnysek

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