چطور یک توزیع لینوکس بسازیم؟

ساخت توزیع لینوکس از جمله کارهاییه که معمولا وقتی کسی وارد دنیای لینوکس میشه دوست داره تجربه‌ش کنه. چرا؟ چون فکر می‌کنه افراد قبلی که این کار رو کردند، آدمهای خفنی بودن (که تفکر غلطی هم نیست) و فکر می‌کنند اگر دست کم یک توزیع بسازن آدم خفنی میشن (که تفکر غلطیه).

حالا آیا واقعا آدم خفنی می‌شیم اگر یک توزیع بسازیم؟ خیر. اما به ما در جهت پیشرفت و خفن شدن کمک می‌کنه. می‌پرسید چطوری؟ در جریان ساخت توزیع لینوکس شما با زیر و بم این سیستم‌عامل آشنا می‌شید و می‌فهمید ابزارهای مختلف چطور کار می‌کنند. این روش، یکی از بهترین روشهای یادگیری لینوکس و حتی سیستم‌عامله.

فکر کنم پیش‌تر به قدر کافی در مورد این که چند راه برای ساخت توزیع داریم حرف زدم. در این پست منتها قصد اینه که یک دبیان یا اوبونتویی که از پیش روی سیستم خودمون (یا ماشین مجازی) نصب شده رو به یک ISO زنده تبدیل کنیم.

نصب و پیکربندی دبیان یا اوبونتو

در قدم اول، شما نیاز دارید که دبیان یا اوبونتو رو روی سیستم خودتون یا ماشین مجازی نصب کنید. توصیه شخصی من اینه که در دیسک یا پارتیشن جدایی نصب کنید. چرا؟ چون ما محدودیت‌هایی در ISO داریم. عموم ISO هایی که از توزیع‌های مختلف لینوکس ساخته میشن، استانداردشون iso9660 عه که یک محدودیت ۴ گیگابایتی داره. پس باید حواسمون به این موضوع هم باشه.

بعد از نصب (نصب دبیان و اوبونتو خیلی ساده‌ست : نکست نکست نکست …)، نیازه که این بسته‌ها حتما نصب بشن:

~:$ sudo apt install git mtools xorriso squashfs-tools

این بسته‌ها شامل یک سری ابزار دم دستی برای مدیریت فایل‌سیستم و … هستند. حجم زیادی هم ندارند. البته، git که معرف حضور هست برای چی استفاده میشه و خب ما قراره باهاش یه سری چیزا رو از گیت‌هاب/گیت‌لب دریافت کنیم.

هم‌چنین، بعد از نصب بسته‌های بالا، مطمئن بشید که rsync هم در سیستم نصب شده. این بسته معمولا در توزیع‌های لینوکسی نصبه، اما اگر نبود هم خطری نداره. می‌تونید نصبش کنید.

شخصی‌سازی

خب در بحث شخصی سازی ما سناریوهای مختلفی داریم. در حال حاضر، قصد ورود به بخش‌هایی مثل تغییر لوگو و … ندارم. اما مثلا شخصی سازی میزکار کجاست؟!

شما اگر دستور زیر رو اجرا کنید:

~:$ ls -a ~

یک سری فایل و فولدر می‌بینید که با نقطه شروع شدند. این‌ها اسمشون «نقطه‌پرونده» یا «دات‌فایل»ـه. معمولا پیکربندی‌ها اینجان. این پیکربندی‌ها، تنظیمات پوسته، میزکار و … رو شامل می‌شن.

خب، حالا که در مورد این‌ها می‌دونیم با خیال راحت شخصی‌سازیمون رو انجام می‌دیم. بعدش با این دستور، پیکربندی‌هامون رو آماده انتقال به کاربران دیگر می‌کنیم :

~:$ sudo cp -r ~/.config /etc/skel
~:$ sudo cp -r ~/.local /etc/skel
~:$ sudo cp ~/.bashrc /etc/skel
~:$ sudo cp ~/.profile /etc/skel 
~:$

حواستون باشه که یک سری تنظیماتی مثل gnome-keyring در پوشه local هست که باید حذف کنید بعد انتقال.

حالا این skel چیه که انقدر مهمه؟ skel کوتاه‌شده skeleton عه. در واقع اسکلت کاربرا رو اینجا نگه می‌داریم. بعد از این که با useradd یا adduser یک کاربر جدید ایجاد کنیم، محتویات این پوشه رو برمیداره می‌بره میذاره در پوشه خانگی اون کاربر.

به عبارتی فرض کنید که یک سری الگو و نقشه از دکوراسیون خونه داریم، وقتی کسی از ما یه واحد می‌خره همون الگو رو می‌بریم در واحدش پیاده‌سازی می‌کنیم.

باقی شخصی‌سازی‌ها هم بیشتر به نصب نرم‌افزار و … مربوط میشن. گرچه در مورد لوگو و … توضیح زیادی ندادم اما یک تقلبی به شما می‌رسونم. اگر از دبیان استفاده می‌کنید، دنبال desktop-base بگردید و اونجا خرابکاری کنید 😁 البته راه‌های تغییر ظاهر سیستم‌های لینوکسی به اندازه راه‌های رسیدن به خداست، با کمی جست و جو و پرسشگری می‌تونید به نتیجه‌های بسیار خوبی برسید.

اسکریپت ساخت دیسک زنده

مدتها پیش در جریان ساخت کاپریس لینوکس (لینک) برای تهیه ایزوی نهایی، یک اسکریپتی نوشتم. این اسکریپت بعدها در ساخت سیستم‌عامل سانا (لینک) هم استفاده شد. در واقع، این اسکریپت تلاشی برای زنده کردن ابزارهایی مثل remastersys و relinux بود که در دوران قدیم (حوالی سال ۴۲) برای ساخت ایزوی زنده از یک سیستم لینوکسی استفاده می‌شد.

این اسکریپت رو به این شکل از گیتهاب دریافت می‌کنیم :

~:$ git clone https://github.com/Caprice-Linux/live_image custom_live

که به این شکل، پوشه‌ای به اسم custom_live برای شما ساخته میشه که حاوی اسکریپت و متعلقاتش (مثل تنظیمات گراب و syslinux) میشه. الان، ما آماده‌ایم که دیسک زنده بسازیم!

ساخت دیسک زنده

حالا، ما مقدمات ساخت دیسک رو داریم و وقتشه که دیسک رو بسازیم. ابتدا، این دستورات رو اجرا می‌کنیم :

~:$ cd custom_live
~/custom_live:$ mkdir chroot

با دستور اول وارد پوشه custom_live می‌شیم و با دستور دوم یک فولدر خالی به اسم chroot ایجاد می‌کنیم. حالا وقتشه که از rsync عزیزمون استفاده کنیم برای انتقال سیستم نصب شده به این فولدر:

~/custom_live:$ rsync -av --one-file-system \ 
--exclude=/home/* \ 
--exclude=/root/* \ 
--exclude=/tmp/* \ 
--exclude=/sys/* \ 
--exclude=/dev/* \ 
--exclude=/proc/* \ 
--exclude=/var/mail/* \ 
--exclude=/var/spool/* \ 
--exclude=/var/tmp/* \ 
--exclude=/media/* \ 
--exclude=/etc/mtab \ 
--exclude=/etc/fstab \ 
--exclude=/etc/hosts \ 
--exclude=${pwd}/chroot / chroot

خب حالا وقتشه که با یک دستور جدید به اسم chroot آشنا شیم. این دستور، کارش ارسال یک سیگنال از پردازنده‌ست که دایرکتوری ریشه رو به دایرکتوری مورد نظر ما تغییر بده. البته شرایط خاصی هم داره، مثلا این که سیستم‌عامل هر دو جا، یکی باشه. معماری یکی باشه و قص علی هذا.

با دستور chroot دایرکتوری root رو به chroot ای که ساختیم تغییر می‌دیم:

~/custom_live:$ sudo chroot chroot/

و حالا باید یک سری تغییراتی هم اینجا اعمال کنیم. این تغییرات شامل چیان؟ اول از همه دسترسی به اینترنت رو باید به قولی «یارو» کنیم. چطوری یارو کنیم؟ به این شکل :

# rm /etc/resolv.conf
# echo "nameserver 4.2.2.4" > /etc/resolv.conf

بعد از این، لازمه که اسم میزبان رو تغییر بدیم :

# echo "custom" > /etc/hostname

بعدش هم دسترسی ریشه رو یارو کنیم:

# passwd

حالا لازمه یه سری بسته نصب کنیم. البته در حقیقت، چون ما از سیستم نصب‌شده استفاده کردیم، نیازی نیست تعداد زیادی بسته نصب کنیم و فقط یکیش کافیه :

# apt update
# apt install live-boot

بسته live-boot ماژول‌های مورد نیاز کرنل برای بوت شدن به صورت زنده رو هم بهش اضافه می‌کنه. در واقع به کرنل میگه که «من ازت میخوام به صورت زنده هم بتونی بوت بشی».

بعد از اضافه کردن این بسته، نوبتی هم باشه نوبت اینه که کَش apt رو پاک کنیم و یک کاربر به سیستم اضافه کنیم. به این شکل:

# apt clean
# adduser live

بعد از این که کاربر رو اضافه کردیم، لازمه که لاگین اتوماتیک رو به lightdm و یا gdm (بسته به میزکار، توزیع مبدا و … ممکنه این قضیه فرق کنه) اضافه کنیم. از اونجا که این مطلب یه آموزش عمومیه، این قسمت رو بر عهده شما میذارم.

پس از این، لازمه دسترسی sudo هم به کاربر لایو بدیم :

# echo "live      ALL=(ALL)       NOPASSWD: ALL" > /etc/sudoers.d/live

تذکر مهم: این روش به شدت ناامنه و فقط برای دیسک زنده پاسخگوعه. اگر قراره دیسکتون قابل نصب باشه، حتما در تنظیمات نصاب لحاظ کنید که به صورت NOPASSWD کاربر رو نسازه. البته، نصاب‌های مطرح معمولا این موارد رو با سوال و جواب لحاظ می‌کنند.

خب، کافیه که الان با تایپ exit و فشردن کلید اینتر از محیط chroot خارج شیم. یه سری پیکربندی ریز مونده که باید انجام بدیم. این پیکربندی‌های ریز در دبیان و اوبونتو متفاوتن ولی تفاوت اونقدری بزرگ نیست. در ادامه با هم می‌بینیم که چه تفاوتیه.

خب، همونطور که می‌دونید سیستم‌عامل برای بوت شدنش نیازمند کرنله. کرنل سیستم‌عامل و یک ‌initial ram disk برای بوت شدن دیسک زنده نیازه. حالا اینا رو از کجا بیاریم؟ ساده‌ست. از chroot مون میاریم.

در دبیان

خب در دبیان این قضیه راحته. به این شکل فایلا رو کپی می‌کنیم :

~/custom_live:$ cp chroot/boot/vmlinuz-* isotmp/live/vmlinuz
~/custom_live:$ cp chroot/boot/initrd.img-* isotmp/live/initrd.img

در اوبونتو :

در اوبونتو، اون initrd.img کمی اذیت می‌کنه. در واقع بخش اول عین دبیانه ولی بخش دوم اینطوریه :

~/custom_live:$ sudo cp chroot/boot/initrd.img-* isotmp/live/initrd.img
~/custom_live:$ sudo chown $USER:$USER isotmp/live/initrd.img

خب حالا مرحله آخر رسیده. مرحله آخر جاییه که میذاریم ISOمون پخته بشه …

ساخت ISO نهایی

خب لحظه موعود رسید. وقتشه که این همه کاری که کردیم رو ببریم در قالب یک ایزو. برای این کار فقط کافیه که اسکریپت build_image.sh رو به این شکل اجرا کنید:

~/custom_live:$ ./build_image.sh CustomLive.iso isotmp CUSTOMLIVE chroot

و بعد چند دقیقه ایزوی شما آماده‌ست. ایزویی که ساختید رو میتونید حالا با استفاده از qemu یا ویرچوال‌باکس و … تست کنید.

جمع‌بندی

همونطوری که دیدید، این کار گرچه از شما یه متخصص خفن نمی‌سازه، به شما یک دید بسیار بسیار خوب از کلیت قضیه ساخت توزیع میده. شاید باورتون نشه ولی خیلی از توزیع‌های مطرح امروزی مثل مینت، المنتری و …؛ از همین جاها شروع کردند و این راه شروع خوبی برای یادگیری لینوکس و سیستم‌عامله.

امیدوارم مطلب، مطلب مفیدی بوده باشه. دوست دارم بدونم وقتی شما با استفاده از این مطلب توزیع خودتون رو می‌سازید، چه خلاقیت‌هایی به خرج می‌دید.

منتشرشده در ژانویه 8, 2021 بدست محمدرضا حقیری 2

دوستی با محصول جدید اتودسک

اکثرا میدونیم که شبیه سازی و استفاده از بردهای آردوینو و AVR و … ، برای کاربران لینوکس خیلی مشکله. حتی شبیه سازی ساده مدارهای الکتریکی و الکترونیکی هم مشکلیه که اکثرا کاربران لینوکس باهاش روبرو هستند. اما امروز، میخوام ابزاری رو معرفی کنم، که هم رایگانه و هم تحت وب. به شما امکان کد زدن روی آردوینو و تست کردن مدارهای مجتمع، ساختن مدارهای دیجیتال و آنالوگ رو میده.

شرکت اتودسک که پیش تر با محصولاتی مثل اتوکد و مایا شناخته شده بود، الان اومده محصولی به اسم 123D Circuits رو ارائه کرده که با ساختن یک اکانت و عضویت درش، میتونید به راحتی آزمایشات الکترونیکی خودتون رو انجام بدید.

این هم نمونه مداری که بستم، یک آی سی 7408 هست که داره دو ورودی رو با هم AND میکنه :

کافیه روی start simulation کلیک کنید و بعد با کلید ها بازی کنید تا تغییرات توی ولت متر و LED قرمز رنگ روی برد بورد رو شاهد باشید.

منتشرشده در اکتبر 12, 2016 بدست محمدرضا حقیری ۱

بررسی معماری MIPS

خب، همونطور که داریم سلسله آموزش های ساخت کامپیوتر ساده در Logisim رو دنبال میکنیم، گفتم این وسط یه توضیحی هم در مورد معماری MIPS داشته باشیم. در واقع MIPS یکی از ساده ترین و کم دستور ترین معماری های ممکنه، و البته پیاده سازی دوبارش در نرم افزارهایی مثل Logisim بسیار ساده. میشه.

این یک ALU بسیار ساده بر اساس میپس هست (که البته یک بیتی پیاده شده) :

در اینجا، برای تفریق مدار جداگانه ای در نظر نگرفته، بلکه مقدار B رو با یک، XOR کرده (هوشمندانه به نظر میرسه، نه؟) و از less هم برای مقایسه، از یک مالتی پلکسر ۸ به ۱ هم برای انتخاب عملیات استفاده شده (به جای استفاده از دیکدر و گیت های AND )، در کل میشه یک ساختار خیلی قشنگ براش قائل شد، البته بهتر از این هم میشد الگوریتم هایی مثل تفریق رو هم پیاده کرد (مثلا با استفاده از یه mux میشد انتخاب کرد که خود B نیازه یا نقیضش؟ و البته نیاز بود که cin هم حتما روشن شه که مکمل ۲ گرفته شه).

زبان ماشین این ALU هم خیلی سادس، به ازای مقدار ۰ ، عملیات AND ، به ازای ۱ عملیات OR ، به ازای ۲ عملیات XOR ، به ازای ۳ عملیات NOR ، به ازای ۴ عملیات ADD و به ازای ۵ عملیات مقایسه رو انجام میده (البته برای مقایسه هم میشه از XNOR استفاده کرد و تساوی رو سنجید).

امیدوارم که این مطلب به دردتون خورده باشه، همچنین میتونید این معماری رو پیاده کنید و نتیجش رو حتی روی برد بُرد بیارید 🙂 .

موفق باشید.

منتشرشده در ژوئن 27, 2016 بدست محمدرضا حقیری ۰

ساخت یک کامپیوتر ساده در Logisim – قسمت اول

بالاخره یه سری پست جدید تصمیم گرفتم بنویسم، و خب این سری قراره که مرحله به مرحله پیش بریم تا یک کامپیوتر ساده بسازیم. تنها دانشی که شما برای این سری از پست ها نیاز دارید :

۱. دونستن کمی مدار منطقی (که قبلا در وبلاگ راجع بهش حسابی صحبت کردم)

۲. بلد بودن کار با Logisim (که میشه گفت مثل نقاشی کشیدن میمونه و همین پست ها رو دنبال کنید یاد میگیرید.).

راه اندازی محیط کار

برای این که بتونیم مداراتمون رو طراحی و آزمایش کنیم، نیاز داریم که نرم افزار Logisim رو داشته باشیم. یه نسخه خوب از این نرم افزار به اسم Logisim Evolution طراحی شده که کار ما رو به شدت ساده تر کرده، خروجی گرفتن ازش بی دردسر تره، و همچنین مدارات و ویژگی هاشون دقیق تر طراحی شده. برای دانلود و نصب و روش راه اندازیش میتونید به اینجا برید. فقط هم نیازه که جاوا روی سیستمتون نصب باشه.

چالش های پیش رو

خب، برای این که بیایم یک کامپیوتر بسیار ساده طراحی کنیم نیاز داریم که یک سری سوالات از خودمون بپرسیم و جواب بدیمشون، اینطوری راحت تر میتونیم مدارات مورد نیاز رو طراحی کنیم و از پیچیدگی محصول نهایی جلوگیری کنیم.

کامپیوتر ما باید چه عملیاتی انجام بده؟

یک کامپیوتر ساده که بتونه به راحتی قابل درک هم باشه، هم باید Word Size کوچیکی داشته باشه (توی آموزش ها با ۸ بیت میریم جلو) و هم Instruction Setش باید کوچیک باشه. یک سری دستور پایه هست که هر کامپیوتری میتونه انجامش بده، ما کامپیوترمون رو اینطور طراحی مکنیم که AND, OR, NOT رو بتونه انجام بده، علاوه بر اون بتونه جمع و تفریق هم بکنه. پس باید :

مداری طراحی کنیم که بتونه ۸ بیت رو NOT کنه
مداری طراحی کنیم که بتونه ۸ بیت رو OR کنه
مداری طراحی کنیم که بتونه ۸ بیت رو AND کنه
و مدار(ها)ی طراحی کنیم که بتونن ۸ بیت رو جمع و تفریق کنن.

حالا به سادگی میتونیم بفهمیم که چی میخوایم. البته این صرفا واحد محاسبه و منطق هست، ما باید یک واحد حافظه، یک واحد کنترل و چند واحد حافظه موقتی و کوچک هم طراحی کنیم که با چسبوندنشون به هم، بتونیم به کامپیوتر کامل برسیم.

در پست های بعدی، زیرمدارهای کامپیوتر خودمون رو میسازیم. در این پست صرفا با کامپیوتر ساده و کوچیکمون آشنا شدیم 🙂

منتشرشده در ژوئن 14, 2016 بدست محمدرضا حقیری ۱

درآمدی بر پردازنده ها

پس از مدتها تحقیق و بررسی در مورد پردازنده های مرسوم، و همچنین خوندن داکیومنت های مربوط به ساخت و پیاده سازی پردازنده ها، تصمیم گرفتم یک داکیومنت ساده دست و پا کنم، که توی اون از ساده ترین قطعات و بخش های کامپیوتر، به یک پردازنده ساده برسیم که بتونه چند عملیات انجام بده و نتیجه رو ذخیره کنه.

داکیومنت از اینجا قابل دریافت هست.

با تشکر.

منتشرشده در آوریل 15, 2016 بدست محمدرضا حقیری ۰

دیدار با 8086 + کد روشن و خاموش کردن LED

نرم افزارهای زیادی برای کار با مدارات، تراشه ها و سایر دیوایس های الکترونیکی ساخته شده، ولی دو روزی هست که با Proteus دارم کار میکنم و میتونم بگم در این زمینه، از بهترین هاست. یکی از خوبی هاش داشتن تراشه های متعدد، با قابلیت اجرای برنامست. یکی از معروف ترین ریزپردازنده هایی که در این نرم افزار به کار رفته، پردازنده 8086 از اینتل هست. من این رو با این پردازنده ساختم (البته اصلا و ابدا مطمئن نیستم که مدارم درست باشه! ولی خود برنامه ایرادی ازش نگرفت) :

خب این مدار قراره چه کنه؟! قراره به کمک 8086 و یک مدار مجتمع 8255 ، چند تا LED رو به ترتیب خاموش و روشن کنه. یکی از ویژگی های پرتئوس اینه که تراشه هایی که داخلش هستند، همه برنامه پذیرند. البته شما باید برنامه هاتون رو بنویسید بعد اسمبل (یا کامپایل، بسته به نوع برنامه) کنید و بعد فایل اجراییتون رو به خورد تراشه بدید. بسیار خوب، برنامه ای که برای روشن و خاموش کردن LED نوشتم اینه :

کد

.MODEL SMALL
.8086
.STACK
.CODE
MOV AL, 80
MOV DX, 0FF36h
OUT DX, AL
BEGIN: MOV AL,00
MOV DX, 0FF30h
OUT DX, AL 
CALL DELAY
MOV AL, 0FFh
OUT DX, AL 
CALL DELAY 
JMP BEGIN 
DELAY: MOV CX, 0FFFFh
P0 : DEC CX 
JNE P0 
RET
.DATA
END

خب، این برنامه رو باید با masm32 اسمبل کنید، که مراحلش به این شکله (مراحل اسمبل و لینک کردن در سیستم عامل ویندوز اینطوره، برای لینوکس هم سعی میکنم راه حلش رو پیدا کنم) :

کد

ml /c /Zi /Zd LED.asm
link16 /CODEVIEW LED.obj,LED.exe,,, nul.def

دقت کنید که کد ها باید پشت سر هم وارد شن، همچنین ، بعد از این عملیات، چنانچه OpCode ها رو بخواید بخونید، میتونید از فایل LST تولید شده توسط اسمبلرتون استفاده کنید، که من اینجا OpCode رو میذارم (حواستون باشه این فقط برای کد سگمنت هست) :

این هم از آپکد های این برنامه.

حواستون باشه مداری که کشیده شده ممکنه درست نباشه، در صورتی که برنامه درست اجرا میشه (برنامه تست شده و از این بابت مطمئنم).

امیدوارم شما هم با 8086 لحظات شادی رو تجربه کنید، درسته که یه پردازشگر قدیمیه، ولی کار باهاش شدیدا فانه!

موفق باشید 🙂

منتشرشده در مارس 14, 2016 بدست محمدرضا حقیری ۰

ساخت یک کامپیوتر ۴ بیتی ساده با استفاده از مدارات منطقی

یک زمانی، حتی فکر کردن به این که بتونیم با چندتا مدار ساده یک کامپیوتر (حتی ۴ بیتی) هم داشته باشیم، احمقانه و ناممکن به نظر میرسید. چرا که هزینه شبیه سازی خیلی از مدارها و تستشون بسیار بالا بود. اما توی این دوره، شما با خوندن چند تا داکیومنت و نصب چند نرم افزار ساده، میتونید کامپیوتر خودتون رو بسازید. بسیار خوب، منبع این پست ، این مقالست که یک ویدئوی خوب هم داره. توی این مقاله به جای استفاده مستقیم از مدارات منطقی، اومدن و از ترانزیستور استفاده کردن، اما باز هم استفاده از ترانزیستور منطقی به نظر نمیرسه، چرا که مدارهای منطقی کوچک ترن و فهمشون هم راحت تره.

مدارهای منطقی چی هستن؟

به صورت خیلی ساده بخوام این رو توضیح بدم، میگم مجموعه ای از ترانزیستور ها که عملیات منطقی (با جبر بول) مثل «و» و «یا» و «نفی» رو انجام میدن. و از ترکیبشون هم میشه مدارهای پیچیده تر یا مدارهای منطقی دیگه رو ساخت. برای فهم بهتر این قضیه، مقاله ویکیپدیا در این باره رو بخونید. توی این پست فرض بر اینه که شما، مدارهای منطقی رو بلدید و میدونید که چی هستن و چی کار میکنن.

برای پردازنده کوچکمون چی نیازه؟

اول از همه، نیاز داریم که یک مدار Adder بسازیم. مدارهای Adder معمولا از چند تا Full Adder یک بیتی تشکیل میشن، و هر فول ادر یک بیتی هم از دو تا Half-adder .

برای ساخت Half-adder کافیه که یک بار ورودی A رو NOT کنیم و با B اون رو AND کنیم، سپس B رو NOT کنیم و با A اون رو AND کنیم. آخر هم نتیجه دو تا AND رو با هم OR کنیم. برای بدست آوردن رقم نقلی هم کافیه که A و B رو مستقیما با هم AND کنیم.

مدار Half Adder نهاییمون به این شکل میشه. اما استفاده مدوام از NOT و AND و OR باعث سخت شدن توسعه ماشین میشه، پس از مجموعه ای که برای ساخت Half Adder استفاده کردیم میتونیم صرف نظر کنیم و از مدار XOR استفاده کنیم. البته همچنان برای رقم نقلیمون به AND نیاز خواهیم داشت.

بسیار خوب، برای Full Adder نیاز داریم که از پیش تعیین کنیم رقم نقلی ای وجود داره؟ یا نه! و برای این کار غیر از A و B یک ورودی به اسم Carry In یا «رقم نقلی ورودی» خواهیم داشت. و سپس، رقم نقلی ورودی رو باید به عنوان ورودی به یک Half-Adder دیگه بدیم. سپس، نتیجه AND شدن A و B رو با نتیجه AND شدن اولین Half-Adder و Carry In رو با هم OR کنیم تا رقم نقلی کلی بدست بیاد. پس مدار ما به این شکل خواهد شد :

خب، این دو مدار رو الان ساختیم. قدم بعدی، ساختن کامپیوترمونه!

برای ساختن یک Adder چهار بیتی، باید به این شکل فول ادر ها رو کنار هم بچینیم :

همونطور که دیدید، این روش چیدن Adder ها پشت هم، مدل Ripple Carry نامیده میشه. خب، این کامپیوتر کوچک، میتونه اعداد ۰ تا ۱۶ (در دنیای بدون علامت و با در نظر گرفتن رقم نقلی) و -۱۶ تا ۱۵ (در دنیای علامت دار و بدون در نظر گرفتن رقم نقلی) رو به ما نمایش بده. با خاموش و روشن کردن به موقع مدارها عملیات جمع و تفریق رو میتونید انجام بدید.

من خودم با ترکیب این مدارها، این رو ساختم، و بیت ها رو با لامپ نشون دادم :

برای شبیه سازی چه نرم افزاری نیازه؟

من برای کشیدن نقشه Half Adder و Full Adder از تخته وایت برد اتاقم (بله! تخته وایت برد توی اتاقا الزامیه!) و نرم افزار Logisim (موجود در مخازن اوبونتو) استفاده کردم. برای شبیه سازی کلی ماشین هم از Logic.ly که آزمایشگاه آنلاین داره استفاده کردم. البته هر نرم افزار دیگه ای میتونه بهتون در شبیه سازی کمک کنه. حتی میتونید با VHDL هم بنویسیدش و تستش کنید!

امیدوارم که این پست هم براتون مفید واقع شده باشه!