2.1.3 如何用Go模拟CPU

《如何用Go模拟CPU》文档总结： 文档主要介绍了如何使用Go语言模拟CPU，具体以MOS 6502为例，阐述了其架构、寄存器结构及模拟方法，同时探讨了计算机工作原理和硬件演化。 ### 核心内容总结： 1. **MOS 6502简介** ： - 8位 CPU，采用变长指令集（CISC）。 - 寄存器包括：1个累加寄存器（Accumulator），2个地址索引寄存器（X、Y），1个状态寄存器（PS），1个16位程序指针寄存器（PC），1个栈寄存器（SP）。 - 支持中断（NMI，IRQ）。 - 资料丰富，结构简单，适合模拟。 2. **Go模拟MOS 6502**： - adopting冯诺伊曼架构，核心逻辑等同于有限状态机。 - 模拟实现：通过一个循环和大数组来读取指令并执行，约需1000行代码即可实现所有合法指令的模拟。 3. **Apple II模拟**： - Apple II规格包括：MOS 6502 CPU、64KiB内存、LoRes（40x24）和HiRes（280×192像素）显示、内置键盘、磁带/5.25英寸磁盘存储。 - 早期内存成本极高，例如： - 4KiB内存约等于2020年的5543美元。 - 64KiB内存约等于2020年的11266美元。 4. **如何用Go模拟CPU**： - 使用Go语言实现冯诺伊曼架构的CPU，核心逻辑简单：一个循环+一个大数组，负责读取当前指令并执行。 - 模拟目标以MOS 6502为例，代码量约1000行。 5. **总结与展望**： - 当前计算机硬件复杂，但抽象层次多且价格低廉。 - 通过模拟MOS 6502，可以理解冯诺伊曼架构的核心原理。 - 未来目标包括构建虚拟世界、实现6502汇编器与链接器等。 ### 关键数据： - **MOS 6502 santenced**：8位，变长ISA（CISC）。 - **寄存器**：Accumulator、X、Y、PS、PC、SP。 - **内存空间**：65536 Byte，分为多个块（256 Byte/page）。 - **Apple II内存成本**：4KiB≈5543美元（2020年价格），64KiB≈11266美元。 - **Go模拟代码量**：约1000行。 文档通过MOS 6502的模拟，详细讲解了CPU工作原理和冯诺伊曼架构的实现方法，并展现了计算机硬件演化史和技术进步的巨大成就。