One instruction set computer

Con One Instruction Set Computer (OISC) si indica una macchina di Turing che usa una sola istruzione, e non necessita quindi di opcode. Gli OISC sono solitamente utilizzati nell'insegnamento. Un modello commerciale di calcolatore che utilizza un OISC è il MAXQ della Maxim, che utilizza la sola istruzione MOVE.

Tipologie di OISC

Esistono varie possibilità di realizzare un OISC che sia Turing-completo.

Sottrai e salta se...

I più utilizzati a livello didattico sono gli OISC basati su SUBLEQ (sottrai e salta se ≤ 0 - SUB Less EQual) e SUBNEG o SBN (sottrai e salta se negativo - SUB NEG - Subtract and branch if negative). Le implementazioni sono, in pseudo codice:

subleq ''a'', ''b'', ''c''   ; Mem[''b''] = Mem[''b''] - Mem[''a'']
                             ; if (Mem[''b''] ≤ 0) goto ''c''
 
subneg ''a'', ''b'', ''c''   ; Mem[''b''] = Mem[''b''] - Mem[''a'']
                             ; if (Mem[''b''] < 0) goto ''c''

Sottrai e salta se c'è riporto (RSSB)

In inglese Reverse Subtract and Skip if Borrow: l'accumulatore è sottratto dalla locazione di memoria corrente. Se il valore è negativo, salta l'istruzione successiva. Il puntatore all'istruzione (program counter) è all'indirizzo 0, l'accumulatore all'1.

RSSB ''a'' ; Mem[''a''] = Mem[''a''] - Mem[''1'']
           ; Mem[''1''] = Mem[''a'']
           ; if (Mem[''1''] < 0) Mem[''1''] = Mem[''1''] + 1

Move

Una "move machine", detta anche CPU a transport triggered architecture usa la sola istruzione Move, che opera direttamente sulla memoria.

move ''a'' to ''b'' ; Mem[''b''] := Mem[''a'']

A volte viene scritto come

''a'' -> ''b'' ; Mem[''b''] := Mem[''a'']

Le operazioni aritmetiche sono effettuate tramite una ALU, che per indirizzi di più word può essere rimpiazzata da tabelle di lookup, mentre i salti sono effettuati mappando il program counter in memoria. Un esempio è stato costruito a partire dall'automa cellulare Wireworld. Un saggio su tale architettura e sul funzionamento è stato scritto da Douglas W. Jones. Anche il MAXQ della Maxim utilizza tale design.

BitBitJump

Il BitBitJump è simile al sottrai e salta, solo che opera copiando singoli bit, invece che sottraendo indirizzi di memoria: ad esempio il codice

19 20 8
0 0 -1

è rappresentato ad 8 bit (MSBF) come

[00010011] [00010100] [00001000]
[00000000] [00000000] [11111111]

La prima istruzione copia il 19° bit nel 20°, quindi

[00010011] [00010100] [00011000]
[00000000] [00000000] [11111111]

la memoria diventa ora

19 20 24
0 0 -1

Viene eseguito il salto al 24 bit, ossia la seconda riga, che copia il bit 0 su se stesso e termina (il salto ad indirizzi negativi termina l'esecuzione).

Bibliografia

• The Retrocomputing Museum, su catb.org.
• MAXQ product line homepage, su maxim-ic.com. URL consultato il 20 luglio 2009 (archiviato dall'url originale il 28 luglio 2009).
• OISC Implementation with subleq, su sccs.swarthmore.edu. URL consultato il 20 luglio 2009 (archiviato dall'url originale il 21 novembre 2015).
• Univ. of Waterloo URISC: F. Mavaddat and B. Parhami, URISC: The Ultimate Reduced Instruction Set Computer, Int'l J. Electrical Engineering Education, Vol. 25, No. 4, pp. 327–334, October 1988.
• Univ. of Iowa Ultimate RISC: http://www.cs.uiowa.edu/~jones/arch/risc/

Voci correlate

• Linguaggio assembly
• Minimal instruction set computer
• Reduced instruction set computer
• Zero instruction set computer

Collegamenti esterni

• Mark II OISC Self-Interpreter, su eigenratios.blogspot.com.
• Redcode interpreter per RSSB, su impomatic.blogspot.com.
• The Ultimate RISC One Instruction Computing, su retrocode.blogspot.com.
• SBN Computer, su bitstuff.blogspot.com.
• SUBLEQ compilatore ed emulatore, su mazonka.com. URL consultato il 20 luglio 2009 (archiviato dall'url originale il 24 febbraio 2009).
• Subleq su Esoteric Programming Language Wiki
• RSSB su Esoteric Programming Language Wiki
• Computer Architecture: A Minimalist Perspective (CAAMP), su caamp.info. URL consultato il 5 novembre 2018 (archiviato dall'url originale il 13 giugno 2009).
• BitBitJump OISC con istruzione che copia un solo nit.
• BitBitJump implementazione Archiviato il 20 agosto 2011 in Internet Archive. - assembler ed emulatore.

Controllo di autorità	GND (DE) 4761222-8