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computadora de papel

adaptación de la wdr papiercomputer; modelo sencillo de una arquitectura computacional común.

papier computer

computer architecture

para la versión bailada, ve danza papier

danza papier

materiales

necesitamos una hoja de papel, algún instrumento para marcarla, y múltiples objetos de una misma clase (frijoles, palillos, canicas, fichas, etc).

memoria(s)

la hoja la dividiremos en dos partes:

memoria de programa
memoria de datos (registros)

cada una de esas partes estará dividida en múltiples recuadros numerados. en esta primera versión, numeremos del 0 al 9.

cada recuadro está dividido a la mitad.

dibujo mostrando una hoja dividida en dos secciones, cada una con 10 recuadros numerados del 0 al 9, y cada recuadro dividido a la mitad.

el objeto que usamos para marcarla nos puede servir para indicar nuestra posición actual en la memoria de programa.

lista de instrucciones

la computadora cuenta con los 5 siguientes códigos de operación. el código es su identificador numérico único, y entre paréntesis se muestra su mnemónico

0: Fin del programa (FIN)
1: Condicional (CND)
2: Salta a instrucción (SLT)
3: Incrementa registro (INC)
4: Decrementa registro (DEC)

una instrucción completa consiste de ese código de operación, acompañada de un número llamado argumento u operando.

operandos

ese operando tiene un significado distinto según la instrucción:

FIN: argumento ignorado
CND: el argumento es el número de Registro a consultar: si los contenidos de ese registro son 0, hay que saltarse una instrucción, y si no, hay que continuar normalmente con la siguiente.
SLT: el argumento es el número de línea a la cual saltar a continuación
INC: el argumento es el número de Registro que ha de incrementarse
DEC: el argumento es el número de Registro que ha de decrementarse

descripción

podemos expresar a las instrucciones de la siguiente manera:

FIN: termina la ejecución del programa
CND Rx: si el registro Rx tiene un valor igual a 0, salta una instrucción; si no, continúa normalmente
SLT x: salta a la instrucción del programa número x
INC Rx: súmale 1 al registro Rx
DEC Rx: réstale 1 al registro Rx

ciclo de instrucción

iniciamos con nuestro apuntador en la instrucción número 0.

el ciclo que seguiremos será:

fetch: lee la instrucción almacenada en donde está el apuntador
execute: ejecuta la instrucción correspondiente, y actualiza la posición del apuntador.

en las instrucciones INC y DEC, el apuntador siempre avanza a la siguiente casilla.

en la instrucción SLT, el apuntador se mueve a la casilla indicada como argumento.

en la instrucción CND, el apuntador se mueve a la casilla siguiente, o una más abajo, dependiendo de la condición indicada.

ejemplo de programa

este programa suma los números que están en R0 y R1, colocando el resultado en R0

lista de números

este es el programa en formato de lista de números a colocar en la memoria de programa.

0: 2 3
1: 4 1
2: 3 0
3: 1 1
4: 2 1
5: 0 0

el primer dígito en la lista es el número de línea.

los dos dígitos siguientes son el primer y segundo números de instrucción

lenguaje ensamblador

usando las palabras clave (mnemónicos) para indicar los códigos de operación, el programa se vería así:

0: SLT 3 (salta a la línea 3)
1: DEC 1 (decrementa R1)
2: INC 0 (incrementa R0)
3: CND 1 (¿R1 es 0? si sí, salta una instrucción, si no, continúa)
4: SLT 1 (salta a la línea 1)
5: FIN 0 (fin del programa)

(esta forma de programar, en lenguaje ensamblador, es a la que se refiere la práctica de s-camino)

s-camino

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