NandGame – Wie man einen Computer von Grund auf baut

Einführung in NandGame

• NandGame ist ein Spiel, bei dem man ausgehend von grundlegenden Komponenten einen Computer aufbaut.
• In jedem Level besteht die Aufgabe darin, eine Komponente zu bauen, die gemäß einer bestimmten Spezifikation funktioniert.
• Diese Komponente kann im nächsten Level als Baustein verwendet werden.
• Es sind keine Vorkenntnisse über Computerarchitektur oder Software nötig, und auch keine mathematischen Kenntnisse über Addition und Subtraktion hinaus.
• Geduld kann erforderlich sein, und manche Aufgaben können Zeit brauchen, um gelöst zu werden.

Erste Aufgabe: Eine Nand-Komponente bauen

• Aufgabe: Verbinde die Eingänge mit dem Ausgang so, dass der Ausgang 0 ist, wenn die Eingänge a und b beide 1 sind.
• 1 steht für elektrischen Stromfluss, 0 dafür, dass kein Strom fließt.
• Der Eingang V führt einen konstanten Strom, der immer 1 ist.

Genaue Spezifikation

• Beziehung zwischen Ein- und Ausgang:
  • wenn a = 0 und b = 0, dann Ausgang = 1
  • wenn a = 0 und b = 1, dann Ausgang = 1
  • wenn a = 1 und b = 0, dann Ausgang = 1
  • wenn a = 1 und b = 1, dann Ausgang = 0

Zusammenfassung von GN⁺

• NandGame ist ein nützliches Werkzeug, um die Grundkonzepte der Computerarchitektur zu verstehen.
• Durch das Spiel kann man intuitiv lernen, wie Logikgatter funktionieren.
• Ähnliche Lernwerkzeuge mit vergleichbaren Funktionen sind TinkerCAD Circuits und Logisim.
• Das Spiel erfordert Geduld und kann dabei helfen, Problemlösungsfähigkeiten zu entwickeln.

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• Ich liebe Spiele, und es hat Spaß gemacht, ein kleines FPGA-Entwicklungsboard zu kaufen und meinen eigenen Befehlssatz sowie eine Soft-CPU zu bauen
  • Ich habe mich für ein iCE40-Board entschieden, weil die Open-Source-Unterstützung gut war und es günstig war
• Ich habe ein ähnliches Spiel namens Turing Complete gespielt, das dem Buch Nand2Tetris sehr ähnelt
• Informationen zu NandGame:
  • NandGame – ein Spiel, in dem man einen Computer von Grund auf baut, wurde mehrfach erwähnt
  • Es geht darum, einen Computer wie in Nand2Tetris zu implementieren; Nand2Tetris verwendet ein textbasiertes HDL, NandGame eine grafische Oberfläche
  • Beide Ansätze sind unterhaltsam und lehrreich, aber ich finde NandGame unterhaltsamer
  • Wenn man Nand2Tetris abschließt, kann man mit zusätzlichen Übungen auf höherer Ebene an Computersoftware arbeiten
• Ich habe Elektrotechnik studiert, arbeite jetzt aber im Softwarebereich und habe mein früheres Wissen inzwischen vergessen
  • Durch Ausprobieren und Fehlversuche ist es mir gelungen, einen Halbaddierer zu implementieren
• Nach der Implementierung eines NAND-Gatters ergibt sich eine Struktur, die einem neuronalen Netz ähnelt
  • Wenn man die Ein-/Ausgabe-Semantik berücksichtigt, frage ich mich, ob man ein neuronales Netz auch auf andere Weise als mit Backpropagation trainieren kann
• Ich habe überhaupt kein Vorwissen und brauche Erklärungen zu den Funktionen der Komponenten
  • Ich frage mich unter anderem nach der Rolle des Relais, der Bedeutung von „c“ und „in“ und warum eine separate Stromversorgung nötig ist
• Ich frage mich, wann der Tag kommt, an dem man auf dieser Seite Doom spielen kann
• Ich empfehle das Spiel MHRD und finde, dass es jeder mindestens einmal ausprobieren sollte
• Dieses Projekt sieht wirklich großartig aus, und ich bereue, das Buch nicht zu Ende gelesen zu haben
  • Ich möchte noch mehr Dinge ausprobieren