Perjalanan dari gerbang logika dasar hingga menjadi komputer yang berfungsi penuh dan mampu menjalankan Tetris telah menarik perhatian para pengembang dan penggemar komputer. Proyek NandToTetris , yang mendemonstrasikan cara membangun sistem komputer lengkap dari awal, telah menghasilkan diskusi yang signifikan di komunitas pengembang karena nilai edukatifnya dan pendekatan praktisnya dalam memahami arsitektur komputer.
Hierarki Komponen Proyek:
- Gerbang logika ( NAND , NOT , OR , AND )
- Chip
- RAM
- CPU
- Komputer
- Assembler
- Compiler
- Sistem Operasi
- Aplikasi (contoh: Tetris )
Dari NAND ke Komputasi Kompleks
Proyek ini dimulai dengan satu gerbang NAND yang diimplementasikan dalam bahasa C dan secara bertahap membangun komponen yang lebih kompleks. Yang membuat pendekatan ini unik adalah metodologi bottom-up murninya, yang tidak memerlukan ketergantungan eksternal dan memungkinkan pengembang memahami setiap lapisan arsitektur komputer secara mendalam. Anggota komunitas telah mengimplementasikan proyek ini dalam berbagai bahasa pemrograman, dengan satu pengembang bahkan memperluas proyek ini untuk menciptakan implementasi mesin Lisp pada tingkat gerbang.
Implementasi Gerbang Dasar:
- Gerbang NAND: Blok bangunan fundamental
- Gerbang NOT: Dibangun dari NAND
- Gerbang OR: Dibangun dari gerbang-gerbang dasar
- Gerbang AND: Dibangun dari gerbang-gerbang dasar
- Komponen Kompleks: DMUX 8-arah, MUX 8-arah 16-bit
Dampak Pendidikan
Nilai pendidikan dari NandToTetris sangat patut diperhatikan, dengan para pengembang melaporkan hasil pembelajaran yang signifikan dalam waktu singkat. Seperti yang dibagikan oleh salah satu anggota komunitas:
Saya telah belajar lebih banyak tentang komputer dalam 2 minggu kursus ini dibandingkan dengan bertahun-tahun pengembangan perangkat lunak.
Sentimen ini bergema di seluruh komunitas, terutama di kalangan pengembang web yang didorong untuk mengeksplorasi konsep pemrograman tingkat rendah untuk meningkatkan pemahaman mereka tentang sistem komputer.
Melampaui Implementasi Dasar
Diskusi komunitas telah berkembang melampaui implementasi dasar untuk mencakup konsep lanjutan seperti penundaan propagasi tingkat gerbang dan simulasi disipasi daya. Penambahan ini akan membuat emulasi lebih mendekati perilaku perangkat keras di dunia nyata, meskipun menghadirkan tantangan teknis yang signifikan. Beberapa pengembang juga mengeksplorasi kemungkinan mengimplementasikan proyek menggunakan bahasa deskripsi perangkat keras seperti Verilog atau VHDL , yang berpotensi menjembatani kesenjangan antara simulasi perangkat lunak dan implementasi FPGA yang sebenarnya.
Aksesibilitas dan Keterlibatan Komunitas
Meskipun materinya kompleks, proyek ini tetap memiliki hambatan masuk yang rendah. Implementasi dapat dilakukan dalam bahasa pemrograman apa pun, dan komunitas secara aktif mendorong kontribusi, terutama di bidang pengembangan pengujian untuk gerbang logika. Aksesibilitas ini telah menciptakan lingkungan yang menarik untuk pembelajaran dan kolaborasi.
Proyek ini terus berkembang dengan anggota komunitas yang menyarankan berbagai peningkatan, termasuk potensi kemampuan jaringan dan simulasi perangkat keras yang lebih canggih, menunjukkan nilainya sebagai alat pendidikan dan platform untuk mengeksplorasi dasar-dasar arsitektur komputer.
Referensi: NandToTetris: Building a Full Computer from Scratch