Overview
Это перевод руководства TIS-100 на русский язык. Надеюсь, он вам поможет!Перевод выполнен на основе скана, сделанного T.H.A.U., спасибо ему за работу:http://steamcommunity.com/sharedfiles/filedetails/?id=456879799Переводчик – Kung Spoory, ему тоже большое спасибо.DOC и PDF версии – https://steamcommunity.com/id/ksantorhttps://drive.google.com/file/d/1xTZ2PqoywbHpXPtifwxSeimC7SG9w4BC/view – PDFhttps://drive.google.com/file/d/16-6fNg3VYb7fqxkuqynZoXc3zPnWEwoe/view – DOCЯ осуществлял редакторскую правку и верстку.
Письмо тети
М–
Мы до сих пор не оправились от скоропостижной смерти дяди Рэнди. Пока еще ждем результатов вскрытия и изо всех сил стараемся не упасть духом. Я решила навести порядок в его вещах, главным образом – разобрать компьютеры. Конечно, я заглянула и в гараж, но все, что стоит там, на мой взгляд – просто куча мусора. Пришлю фотографии, как будет время. В посылке находится устройство, стоявшее на его рабочем столе, когда он умер. Возможно, тебе и удастся понять, для чего эта штука и что дядя с ней делал. Он был бы очень рад, если бы его работа не пропала зря.
С любовью,
тетя Дорис.
Вступление
Машина Tessellated Intelligence System (Тесселированная Система Анализа) имеет в своей основе многопроцессорную вычислительную архитектуру, состоящую из неравномерно взаимосвязанных разнородных узлов. TIS идеально подходит для приложений, требующих потоковой обработки комплексных данных, например, автоматизированной валютной торговли, сбора массивов данных или анализа поведения граждан. (полужирным здесь и далее обозначено выделение текста хозяином оригинального документа – прим. ред.)
Примечание: Подобные примечания будут встречаться в данном руководстве в случаях, требующих особого внимания, или для ссылки на другие документы, содержащие более подробную информацию по теме.
Архитектура и организация системы
TIS состоит из большого числа независимых локально соединенных узлов (для определения точного числа узлов в конкретной модели устройства обратитесь к его инструкции по эксплуатации). Типы узлов можно условно поделить на обрабатывающие и запоминающие, с несколькими подтипами в рамках каждой категории.
Узлы соединены между собой портами. К каждому узлу может быть подключено до 4 других узлов. Порты обеспечивают обмен информацией между узлами, но их функциональность серьезно ограничена. Сообщение через порты организовано так, что любой узел может объявить о считывании или записи данных в какой-либо порт, что приостановит выполнение программы до тех пор, пока операция не будет одобрена соответствующим узлом.
Примечание: Если два узла будут выполнять одну и ту же команду (запись или чтение) в порту между собой, то они “зависнут” и произойдет аппаратная ошибка. Ознакомьтесь с отдельным руководством “Практическое использование Tessellated Intelligence System и примеры узловой коммуникации”, чтобы узнать эффективные и безопасные методы использования портов. Примечание: Если узел запрашивает команду, которая никогда не сможет быть выполнена другим узлом, то он “зависнет” и произойдет аппаратная ошибка (из этого правила есть исключение; за подробностями обратитесь к документации по конкретным типам узлов). Ознакомьтесь с отдельным руководством “Практическое использование Tessellated Intelligence System и примеры узловой коммуникации”, чтобы узнать эффективные и безопасные методы использования портов. Примечание: Данный документ не указывает время и пропускную способность узловых коммуникационных операций или команд, так как они зависят от модели и модификации оборудования. Обратитесь к руководству конкретной модели за детальным описанием характеристик устройства.
Узел типа Т20 – ЗАРЕЗЕРВИРОВАНО
Примечание: Использование данного типа узлов ограничено конкретными моделями Tessellated Intelligence System, поэтому они не описываются в данном документе. Документация узлов типа Т20 распространяется исключительно вместе с системами, содержащими данный тип узлов. Информация о всех несанкционированных запросах о предоставлении копий документов, описывающих этот узел, поступает в бюро государственной безопасности – в соответствии с законом. ??? (вопросы проставлены хозяином оригинального руководства – прим. ред.)
Узел типа Т21 – Базовый Исполнительный Узел. Архитектура
Базовый Исполнительный Узел отвечает за координацию работы Tessellated Intelligence System. Обработка данных может проходить как внутри Базового Исполнительного Узла, так и перенаправляться на специализированные узлы для обработки или хранения.
Базовый Исполнительный Узел выполняет программу, заданную в наборе команд базового исполнительного узла. Программа Базового Исполнительного Узла состоит из вычислительных и коммуникационных операций. Операции выполняются последовательно, начиная с первой команды в программе. После выполнения последней команды программы узел автоматически возвращается к первой команде. Эта способность выполнять записанные команды в непрерывном цикле является основой работы Базовых Исполнительных Узлов.
Помимо коммуникационных портов, общих для всех узлов Tessellated Intelligence System, Базовый Исполнительный Узел содержит ряд регистров, которые могут быть задействованы в ходе выполнения программы. Базовые Исполнительные Узлы не могут использовать дополнительную память. Если программе требуется дополнительное место, узел должен скоординироваться с другим Базовым Исполнительным Узлом или узлом хранения данных.
Узел типа Т21. Регистры и порты
Все регистры хранят целочисленные данные от -999 до 999 включительно. Хранение значений в регистрах определяется реализацией, знание принципа хранения не требуется для составления программы Базового Исполнительного Узла.
-
ACC
Тип: Внутренний
Описание: ACC – основной регистр хранения Базового Исполнительного Узла. ACC используется как операнд-источник и операнд-получатель по умолчанию во многих операциях, включая арифметические и условные команды.
-
BAK
Тип: Внутренний (неадресуемый)
Описание: BAK является временным хранилищем значений из ACC. К нему можно обратиться только с помощью команд SAV и SWP, и нельзя провести запись или чтение из него напрямую.
-
NIL
Тип: Внутренний (особенный)
Описание: Чтение NIL дает нулевое значение. Запись в NIL не дает никакого результата. NIL вполне может использоваться как операнд-получатель, если возникнет необходимость в его побочном эффекте – сбрасывании результата вычисления.
-
LEFT, RIGHT, UP, DOWN
Тип: Порт
Описание: Четыре коммуникационных регистра UP, DOWN, LEFT и RIGHT соответствуют четырем портам, которые каждый Базовый Исполнительный Узел использует для связи с топологически близкими узлами. Некоторые порты отключены у конкретных узлов аппаратно и приведут к “зависанию”, если на них подать команды чтения или записи. Обратитесь к схеме соединения узла, чтобы определить, какие порты доступны для использования.
-
ANY
Тип: Порт (псевдопорт)
Описание: Когда ANY используется как операнд-источник, алгоритм будет считывать первое значение, пришедшее на любой из портов. Когда ANY выступает как операнд-получатель, результат будет отправлен на узел, который первым выполнит считывание информации с любого порта данного узла.
-
LAST
Тип: Порт (псевдопорт)
Описание: LAST обозначает порт, с которым псевдопорт ANY взаимодействовал в последний раз. Во всем остальном его поведение полностью идентично указанию конкретного порта. Считывание или запись в LAST до того, как он был успешно задан функцией чтения или записи псевдопорта ANY, вызовет ненормальное поведение, определяемое реализацией. Обратитесь к отдельному документу “Практическое использование Tessellated Intelligence System и примеры узловой коммуникации”, чтобы посмотреть примеры безопасной работы с псевдопортом LAST.
Узел типа Т21. Набор команд
Операнды <SRC> (источник) и <DST> (получатель) могут обозначать порт или внутренний регистр. Любое использование порта блокируется до тех пор, пока соответствующий узел, связанный с этим портом, не закончит считывать или записывать значение. Кроме того, операнд <SRC> может быть целым числом от -999 до 999 включительно. BAK не может использоваться ни как <SRC>, ни как <DST>. Доступ к BAK можно получить только с помощью команд SAV и SWP. <МЕТКИ> – это произвольные текстовые обозначения, использующиеся для указания цели команд перехода.
-
Комментарии
Синтаксис: # <ТЕКСТ КОММЕНТАРИЯ>
Описание: Весь текст, идущий после символа комментария (#), игнорируется.
Примечание: Текст, идущий после двух символов комментария (##), будет использоваться в качестве названия программы, в которой он находится. Он будет отображаться в отладчике, чтобы упростить работу с несколькими программами.
-
Метки
Синтаксис: <ИМЯ МЕТКИ>: <содержание>
Описание: Метки используются для обозначения целей команд перехода. Если задать метку как цель команды перехода, то следующей командой после перехода будет та, что идет сразу после метки.
Примеры:
LOOP: Строка не содержит ничего, кроме метки. L: MOV 8, ACC Метка находится на одной строке вместе с командой.
-
NOP
Синтаксис: NOP
Эквивалентный синтаксис: ADD NIL
Описание: NOP является псевдокомандой, не влияющей на внутреннее состояние узла и его коммуникационных портов. NOP автоматически преобразуется в команду ADD NIL.
-
MOV
Синтаксис: MOV <SRC>, <DST>
Описание: происходит считывание из <SRC>, а полученное значение записывается в <DST>.
Примеры:
MOV 8, ACC Буквальное значение 8 записывается в регистр ACC. MOV LEFT, RIGHT Значение считывается из порта LEFT и записывается в порт RIGHT. MOV UP, NIL Значение считывается из порта UP и сбрасывается.
-
SWP
Синтаксис: SWP
Описание: Эта команда меняет местами значения регистров ACC и BAK.
-
SAV
Синтаксис: SAV
Описание: Значение регистра ACC записывается в BAK.
-
ADD
Синтаксис: ADD <SRC>
Описание: Значение <SRC> добавляется к значению ACC, результат сохраняется в ACC.
Примеры:
ADD 16 Буквальное значение 16 добавляется к текущему значению регистра ACC. ADD LEFT Считанное из порта LEFT значение добавляется к текущему значению ACC.
-
SUB
Синтаксис: SUB <SRC>
Описание: Значение <SRC> вычитается из значения ACC, результат сохраняется в ACC.
Примеры:
SUB 16 Буквальное значение 16 вычитается из текущего значения регистра ACC. SUB LEFT Считанное из порта LEFT значение вычитается из текущего значения ACC.
-
NEG
Синтаксис: NEG
Описание: Значение ACC заменяется арифметически противоположным. Если это значение равно нулю, то ничего не происходит.
-
JMP
Синтаксис: JMP <МЕТКА>
Описание: Команда безусловного перехода. Следующей будет выполняться команда, идущая за меткой <МЕТКА>.
-
JEZ
Синтаксис: JEZ <МЕТКА>
Описание: Команда условного перехода. Если значение ACC равно нулю, следующей будет выполняться команда, идущая за меткой <МЕТКА>. -
JNZ
Синтаксис: JNZ <МЕТКА>
Описание: Команда условного перехода. Если значение ACC не равно нулю, следующей будет выполняться команда, идущая за меткой <МЕТКА>.
-
JGZ
Синтаксис: JGZ <МЕТКА>
Описание: Команда условного перехода. Если значение ACC положительно (больше нуля), следующей будет выполняться команда, идущая за меткой <МЕТКА>.
-
JLZ
Синтаксис: JLZ <МЕТКА>
Описание: Команда условного перехода. Если значение ACC отрицательно (меньше нуля), следующей будет выполняться команда, идущая за меткой <МЕТКА>.
-
JRO
Синтаксис: JRO <SRC>
Описание: Команда безусловного перехода. Следующей будет выполняться команда, чей номер строки отличается от текущей на величину <SRC>.
Примеры:
JRO 0 Следующей будет выполняться эта же самая команда, узел войдет в бесконечный цикл. JRO -1 Следующей будет выполняться предыдущая команда. JRO 2 Следующая строка будет пропущена, а работа продолжится с команды за ней. JRO ACC Следующая выполняемая команда алгоритма будет определяться значением ACC.
Узел типа Т21. Примеры
Нижеследующая программа считывает последовательность значений из порта LEFT, удваивает каждое значение при считывании и отправляет результат в порт RIGHT. Базовые Исполнительные Узлы по умолчанию зациклены, и после выполнения последней команды алгоритма они перейдут к первой
MOV LEFT, ACC Считывание значения из порта LEFT и его запись в регистр ACC. ADD ACC Добавление значения ACC к значению ACC, иными словами – удвоение. MOV ACC, RIGHT Запись значения регистра ACC в порт RIGHT.
Нижеследующая программа показывает алгоритм считывания значений из порта UP с последующей записью положительных значений в порт RIGHT, а отрицательных – в порт LEFT. Нулевые значения отбрасываются.
START: MOV UP, ACC Считывание значения из порта UP и его запись в регистр ACC. JGZ POSITIVE Если значение ACC больше нуля, выполняется переход к метке “POSITIVE” JLZ NEGATIVE Если значение ACC меньше нуля, выполняется переход к метке “NEGATIVE” JMP START Если значение не было больше или меньше нуля, переход к метке “START” POSITIVE: MOV ACC, RIGHT Запись значения регистра ACC в порт RIGHT. JMP START Возврат к метке “START” NEGATIVE: MOV ACC, LEFT Запись значения регистра ACC в порт LEFT. JMP START Возврат к метке “START”
Узел типа Т30 – Узел с Аппаратно-Реализованным Стеком
Архитектура
Узел с Аппаратно-Реализованным Стеком позволяет производить чтение и запись целого ряда значений при помощи простого коммуникационного протокола. (Для уточнения вместимости Узлов с Аппаратно-Реализованным Стеком в конкретной модели устройства обратитесь к его инструкции по эксплуатации)
Коммуникационный протокол
Все взаимодействия с Узлом с Аппаратно-Реализованным Стеком осуществляются через порты. Запись в Узел с Аппаратно-Реализованным Стеком переносит значение в верхушку стека. Если стек полон, команда записи заблокирует узел до появления свободного места. Считывание из Узла с Аппаратно-Реализованным Стеком дает значение с верхушки стека, а потом убирает это значение из самого стека. Если стек пуст, команда чтения заблокирует узел до появления значения.
Узлы с Аппаратно-Реализованным Стеком обычно соединены с несколькими другими узлами. Все подсоединенные узлы могут использовать Узел с Аппаратно-Реализованным Стеком. Порядок действий при одновременном исполнении команд чтения и записи в Узлах с Аппаратно-Реализованным Стеком формально не задан, однако каждая отдельная команда будет выполнена в соответствии с указанным коммуникационным протоколом. Ознакомьтесь с отдельным руководством “Практическое использование Tessellated Intelligence System и примеры узловой коммуникации”, чтобы узнать эффективные и безопасные методы использования стековых узлов в системах с несколькими узлами.
Узел типа Т31 – Узел с Произвольной Выборкой
Примечание: Узлы с Произвольной Выборкой на данный момент не поддерживаются стандартными устройствами Tessellated Intelligence System. Заинтересованным пользователям мы можем предложить программные эмуляторы и экспериментальные образцы устройств с такими узлами. На данный момент конечные данные о характеристиках и поведении данного типа узлов не утверждены, и поэтому в этом документе они не описаны.
Список дел
- Понять, кто продал TIS-100 продавцу на блошином рынке
- Восстановить усилитель сигнала
- Найти книгу по микрооптимизации
- Получить новые номера
Встроенный интерактивный отладчик
Горячие клавиши
Интерактивный отладчик использует данные сочетания клавиш:
Ctrl+Z: Отменить последнее изменение
Ctrl+Y: Восстановить последнее изменение
Ctrl+X: Вырезать выделенный текст и вставить его в буфер обмена
Ctrl+C: Скопировать выделенный текст в буфер обмена
Ctrl+V: Вставить текст из буфера обмена
Ctrl+стрелка: Переход к соседнему исполнительному узлу
F1: Вызов краткой справки по инструкциям
F2: Статус защитного сертификата ?? (так в оригинале – прим. ред.)
F5: Запустить текущую программу
F6: Приостановка текущей программы и переход на следующий шаг
Точки приостановки
Чтобы задать точку приостановки, поставьте восклицательный знак (!) в начале требуемой строки. После задания точки приостановки программа сама приостановится перед выполнением команды в выбранной строке, позволяя вам с легкостью перейти к отладке программы в таких точках, до которых было бы слишком утомительно идти по одному шагу.
MOV LEFT, ACC !ADD ACC Программа остановится перед выполнением этой команды MOV ACC , DOWN
Модуль Визуализации
Использование Модуля Визуализации
Модуль Визуализации TIS-100 позволяет программно создавать и выводить изображения на дисплей. Содержимое модуля можно изменять с помощью последовательностей команд, включающих в себя начальную координату X, начальную координату Y, одно или несколько цветовых значений и отрицательную величину, обозначающую конец данной последовательности (обычно -1). Начало системы координат (0, 0) находится в левом верхнем углу дисплея.
Графический модуль поддерживает следующие цвета:
0: Черный
1: Темно-серый
2: Светло-серый
3: Белый
4: Красный
Разрешение Модуля Визуализации
Стандартный модуль визуализации TIS-100 имеет ширину в 30 символов и высоту в 18 символов.
“Графическая песочница” содержит увеличенный модуль визуализации: 36 символов в ширину и 22 в высоту.
Примеры алгоритмов:
0,0,3,-1 Вывод одного белого пикселя в левом верхнем углу дисплея модуля. 0,0,4,4,4,4,4,-1 Вывод горизонтальной красной линии в левом верхнем углу дисплея.
Search code, repositories, users, issues, pull requests…
Provide feedback
Saved searches
Use saved searches to filter your results more quickly
Sign up
Время на прочтение
3 мин
Количество просмотров 82K
Удивительно, но никто не написал ничего про игрушку «TIS-100», которая недавно появилась в Steam (стоит всего 150 рублей, уже 460 положительных отзывов против 6 отрицательных).
Сразу оговорюсь, что к авторам игры я отношения не имею, а вот сама эта игра — отличный инструмент для всех программистов, которые хотят сразиться друг с другом в оптимизации кода на выдуманном хитром ассемблере.
Итак, о чем игра?
Суть в том, что вам дается задание, которое нужно выполнить. Например «читайте число из IN.A, сравниваете с числом из IN.B и если IN.A > IN.B, пишете в выход IN.A-IN.B, иначе — IN.B-IN.A.
На самом деле, она очень простая и освоить здешний ассемблер может каждый. У него есть две фишки.
1. Он жутко минималистичный и от того — неудобной
2. Он многопоточный. Вот, те блоки, которые вы видите на экране — все они выполняются одновременно.
Для того, чтобы понять, что тут и как — вот вам самый первый уровень:
Задача простая. Читать из входа, удваивать, писать в выход.
Вот мое (самое прямолинейное) решение:
Код в первом блоке:
MOV UP, ACC // читаем число из верхнего входа и кладем его в аккумулятор
ADD ACC // прибавляем к аккумулятору аккумулятор
MOV ACC, DOWN // отправляем значение аккумулятора вниз
Дальше уже просто число перекидывается между выходами.
Запускаем, программа проходит контрольный тест, все ОК. И мы видим результат:
Слева показано, каково ваше решение относительно других игроков. Мы видим, что по числу использованных нодов и инструкций — мы самые оптимальные. Но вот кто-то решил эту задачку за меньшее кол-во циклов. Как? Вот тут включается уже вторая ступень интереса — не просто решить задачу, но и решить ее оптимально по каждому из 3х параметров.
Немного слов об ассемблере.
Сначала — операнды. Собственно, тут все просто. Это ожидаемые LEFT, RIGHT, DOWN, UP, ACC. А так же „ANY“ (которое читает из любого порта) и „LAST“ (читает из последнего порта). Есть еще NIL для обозначения „мусорного“ порта.
Также, кроме аккумулятора, есть еще backup (BAK). С ним нельзя работать напрямую, только через swap’ы (см. ниже).
Далее — список команд.
- NOP — ничего не делает
- MOV [1], [2] — запись из [1] в [2]
- ADD [1] и SUB [1] — прибавить/вычесть к аккумулятору [1]
- NEG — инвертация значения в аккумуляторе
- SWP — обменять значения аккумулятора и BAK
- SAV — сохранить аккумулятор в BAK
- JMP — безусловный переход на метку (метки обозначаются как „LABEL:“)
- JEZ (equal zero), JNZ (not zero), JGZ (greater zero), JLZ (less zero) — условные переходы (аргументом сравнения является аккумулятор)
- JRO [1] — относительный переход (вперед/назад на [1] инструкций)
Собственно, на этом все. Т.е. по сути у вас есть всего 1 регистр (плюс 1 запасной, к которому не так-то просто добраться) и несколько команд.
Самая неудобная штука в этом ассемблере, это то, что сравнение для условий переходов производится по аккумулятору. В „настоящих“ ассемблерах (которые я видел) условие проверяется по флаговому регистру, который в свою очередь выставляется только либо специальной командой сравнения, либо после арифметический операции. Т.е. можно написать так:
CMP 2
MOV 1, ACC // это на выход
JE LABEL
В результате чего мы перейдем по LABEL только если на входе параметр был равен 2, и при этом в аккумулятор мы положим на выход единичку (т.к. операция „MOV“ не изменить флаговый регистр).
В TIS-100 все не так. Чтобы выполнить что-то подобное, придется сделать так:
SWP // сохраняем значение аккумулятора
MOV 1, ACC // это на выход
SWP // меняем назад
SUB 2
JEZ LABEL
И это при том, что мы испортили первоначальное значение аккумулятора. Если потом придется его сравнить с другим числом, мы испытаем проблемы.
Собственно, в этом вся игра. Есть задания, есть просто песочница.
Думаю, программистом должно быть интересно. Особенно скучающим по хардкорным временам.
Письмо тети
М—
Мы до сих пор не оправились от скоропостижной смерти дяди Рэнди. Пока еще ждем
результатов вскрытия и изо всех сил стараемся не упасть духом. Я решила навести
порядок в его вещах, главным образом — разобрать компьютеры. Конечно, я заглянула и в
гараж, но все, что стоит там, на мой взгляд — просто куча мусора. Пришлю фотографии,
как будет время. В посылке находится устройство, стоявшее на его рабочем столе, когда
он умер. Возможно, тебе и удастся понять, для чего эта штука и что дядя с ней делал. Он
был бы очень рад, если бы его работа не пропала зря.
С любовью,
тетя Дорис.
Вступление
Машина Tessellated Intelligence System (Тесселированная Система Анализа) имеет в своей
основе многопроцессорную вычислительную архитектуру, состоящую из неравномерно
взаимосвязанных разнородных узлов. TIS идеально подходит для приложений,
требующих потоковой обработки комплексных данных, например, автоматизированной
валютной торговли, сбора массивов данных или анализа поведения
граждан. (полужирным здесь и далее обозначено выделение текста хозяином оригинального
документа — прим. ред.)
Примечание: Подобные примечания будут встречаться в данном руководстве в случаях, требующих особого
внимания, или для ссылки на другие документы, содержащие более подробную информацию по теме.
Засел вот в Стиме в одну игру диковинную. Которая, боюсь, не подходит абсолютному множеству геймеров, которые существуют на планете. Если другие игры от Zachtronics ещё хоть более-менее расслабленные в смысле логики, то в TIS-100 всё жёстко, детерминированно, и требует поверхностного знакомства с ассемблером.
Именно так всё и выглядит. Нам дают инструкцию в PDF-файле, которая выглядит как отсканированная книжка в нарочито старом оформлении, под 80-е годы, в которой обведены строки, а на первой странице находится записка от якобы родственницы бывшего владельца загадочной системы TIS-100 — Tesselated Intelligence System.
Предполагается что игрок напишет пару десятков программ в нетривиальном, необычном блочно-вычислительном интерфейсе, и в конце разгадает некую тайну. Наверняка дальше в игре есть какое-то раскрытие сюжета, иначе игра была бы чисто паззлом. Но до этого мне ещё проходить и проходить…
Хотел бы рекомендовать эту игру, но… не знаю, кому! Здесь скорее всего нет людей, которым попрёт кодить на ассемблере (причём хорошо так урезанном относительного современного Intel x86 набора инструкций) компараторы, мультиплексоры, и подобные штуки.
А мне вот понравилось. И механика, и звуки электрических разрядов старых компьютеров. И сложная, блин.
Кстати на Хабре некоторые считают что ничего страшного в ней нет, и можно с ассемблером и не работать.