माइक्रो सिम

माइक्रोसिम माइक्रोसॉफ़्ट विंडोज़ ऑपरेटिंग सिस्टम पर चलने वाली आभासी केंद्रीय प्रक्रमन एकक (सीपीयू) के सामान्य कार्य पद्धति और व्यवहार के हार्डवेयर-अ-विशिष्ट स्पष्टीकरण के लिए शैक्षिक सॉफ्टवेयर कंप्यूटर प्रोग्राम है। माइक्रो निर्देश समुच्चय कंप्यूटर साइंस माइक्रोकोड के अनुक्रमों द्वारा नियंत्रित स्थानांतरण स्तर अंकित करें कस्टम-विकसित निर्देश (कंप्यूटर विज्ञान) पर लघु कैलकुलेटर, माइक्रोनियंत्रक, केंद्रीय प्रक्रमन एकक (सीपीयू) और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी जैसे उपकरणों को व्याख्या की जा सकता है। इसके आधार पर अमूर्तन के उच्च स्तर पर आभासी आवेदन बोर्ड को नियंत्रित करने के लिए निर्देश समुच्चय विकसित करना संभव है।

सामान्य
प्रारंभ में माइक्रोसिम को प्रोसेसर सिमुलेशन सॉफ़्टवेयर के रूप में विकसित किया गया था, जो शैक्षिक क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपलब्ध हो। चूंकि माइक्रोसिम संचालन क्षमता माइक्रोकोड विकास के आधार पर प्रारंभ होती है, जिसे आभासी नियंत्रण इकाई के लिए सूक्ष्म निर्देशों माइक्रोकोडिंग के अनुक्रम के रूप में परिभाषित किया जाता है। सॉफ्टवेयर का प्रयोजन सीपीयू सिमुलेटर और निर्देश की क्षमता सहित विभिन्न स्तरों के सार के साथ माइक्रोकोड सिम्युलेटर के पहले दृष्टिकोण पर है। वर्तमान सॉफ़्टवेयर संशोधन में माइक्रोकोड नियंत्रित आभासी एप्लिकेशन के लिए स्वयं के कोडित निर्देश समुच्चय पर कार्य करना संभव है। माइक्रोसिम के साथ कंप्यूटर स्थापत्य कला और निर्देश समुच्चय वास्तुकला जैसे कंप्यूटर अभियांत्रिकी के क्षेत्र में विशिष्ट और प्रसिद्ध अवधारणाएं अ-विशेष रूप से व्यवहार की जाती हैं। जो सूचना युग के प्रारंभिक दिनों से स्थापित हैं और अभी भी मान्य हैं। इस विधियों से सिमुलेशन सॉफ्टवेयर अतीत और भविष्य के विशेष विकासों पर प्रतिबंधित के अतिरिक्त कालातीत, मुक्त उपदेशात्मक लाभ प्राप्त करता है। जर्मन और अंग्रेजी में विस्तृत प्रलेखन और द्विभाषी एप्लिकेशन का ग्राफिकल प्रयोक्ता अंतराफ़लक (GUI), साथ ही माइक्रोसॉफ्ट के ऑपरेटिंग सिस्टम विंडोज द्वारा कुछ स्तर तक सॉफ्टवेयर की ऊपर की ओर दी गई अनुकूलता, अच्छी प्रकार से स्थापित, मूल्यवान ई-सीखने का उपकरण होने के कारण हैं। शैक्षिक उपयोग के लिए 1992 से कंप्यूटर अभियांत्रिकी का क्षेत्र हैं।

विकास का इतिहास
सॉफ्टवेयर एमएस-डॉस ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए संकलित टर्बो पास्कल के अनुसार लिखे गए संस्करण पर आधारित है। जिसका उपयोग 1992 तक मारबर्ग फिलिप्स-विश्वविद्यालय मारबर्ग (जर्मनी) में कंप्यूटर अभियांत्रिकी और कंप्यूटर विज्ञान में शैक्षिक उद्देश्यों के लिए किया गया है। अवधारणा थी 1992 की गर्मियों में भौतिक विज्ञान (1990-95) के अपने अध्ययन के पर्यन्त मार्टिन पर्नर द्वारा संशोधित किया गया और माइक्रोसॉफ्ट मूल दृश्य के साथ संकलित और विंडोज़ 3.1x पर चलने वाले विंडोज़ एप्लिकेशन में परिवर्तित किया गया। ऐसा करने में इस समय माइक्रोकोड की संरचना और इसके निर्देशात्मक प्रभाव की पता लगाने की क्षमता का समर्थन करने के लिए एमएस विंडोज के जीयूआई की उपन्यास कार्यक्षमता और उपयोग का दोहन करके भारी वैचारिक सुधार के साथ सिम्युलेटर उत्पन्न हुआ। विंडोज के अनुसार ई-सीखने का उपकरण के संवर्द्धन को 1995 के अंत तक हेंज-पीटर गम द्वारा मारबर्ग विश्वविद्यालय के फैचबेरिच मैथेमेटिक/इंफॉर्मेटिक द्वारा समर्थित और प्रचारित किया गया है।

नवंबर 1994 में हीडलबर्ग (जर्मनी) में कंप्यूटर विज्ञान श्रेणी में सिम्युलेटर को 'यूरोपीय शैक्षणिक सॉफ्टवेयर पुरस्कार 1994' से सम्मानित किया गया। मार्च 1995 में सिम्युलेटर को हनोवर में कंप्यूटर प्रदर्शनी सीईबीआईटी '95 में प्रस्तुत किया गया था। हेसिसचेन होशचुलेन 1995 और 2000 के बीच सिम्युलेटर को अतिरिक्त किसी महत्वपूर्ण सुधार के माइक्रोकोडसिम्युलेटर मिक्रोसिम 1.2 के रूप में प्रकाशित किया गया था। इस समय इस उपकरण को यूरोपीय संघ से लाइवलॉन्ग लर्निंग का यूरोपीय वर्ष 1996 के संयोजन में 1000 ईसीयू का पुरस्कार मिला। 1997 में, प्रदर्शनी लर्नटेक '97 के संबंध में 'मल्टीमीडिया स्थानांतरण'97 प्रतियोगिता में सॉफ्टवेयर प्रस्तुत किया गया था। इसके अंतिम संशोधन में सिम्युलेटर को माइक्रोकोड सिम्युलेटर मिक्रोसिम2000 के अनुसार प्रकाशित किया गया है, जिसे एमएस विंडोज 95 के 32-बिट संचालनके लिए अनुकूलित किया गया है।

2008 और 2009 के बीच सिम्युलेटर अवधारणा को संशोधित किया गया, फिर से कार्य किया गया और विचारशील विस्तार किया गया। इसलिए इसे कोर में माइक्रोकोड सिमुलेशन क्षमताओं के सफल वैचारिक स्वरूपों के अतिरिक्त व्यापक सुधार और विस्तार प्राप्त हुआ है। इस उद्देश्य के लिए ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा निर्धारित आज के कंप्यूटिंग सिस्टम के प्रदर्शन का लाभ उठाया जाता है और माइक्रोसिम की सिमुलेशन संभावनाओं को आभासी आवेदन बोर्ड के चरण तक विस्तारित करने के लिए अंतर्निहित कम्प्यूटेशनल शक्ति। माइक्रोसिम को अप्रतिबंधित अनुकूलता और माइक्रोसॉफ्ट विन्डोज़ एक्सपी के लिए 32-बिट संस्करण के रूप में संभव व्यापक वितरण के लिए संकलित और अनुकूलित किया गया है। यह प्रोग्राम माइक्रोसॉफ्ट विन्डोज़ विस्टा और माइक्रोसॉफ्ट विन्डोज़ 7 के सभी 32- और 64-बिट ऑपरेटिंग सिस्टम पर चलता है। इस प्रकार किसी विशेष एक्सपी संगतता प्रणाली की आवश्यकता नहीं होती है। जनवरी 2010 से सिम्युलेटर को 0/1-सिमवेयर द्वारा माइक्रोकोडसिम्युलेटर मिक्रोसिम 2010 के रूप में वितरित किया गया है।

कार्यक्षमता
विंडोज एप्लिकेशन आभासी एप्लिकेशन की क्रमिक स्थापना के लिए अनुमति देता है जो पूर्व निर्धारित है और इसकी कार्यक्षमता में अपरिवर्तनीय है।

अन्वेषण प्रणाली में, चक्र के भीतर माइक्रोकोड निर्देश से प्रभावित नए जोड़े गए घटकों के संचालन सिद्धांत और नियंत्रण का मूल्यांकन किया जा सकता है। माइक्रोसिम के सूक्ष्म निर्देशों की चौड़ाई 49 बिट्स है। 3-चरण घड़ी के तीन चरणों में सूक्ष्म निर्देश निष्पादित किया जाता है। आंशिक चरणों को "जीईटी ", "कैलकुलेट " और "पीयूटी" चरण के रूप में संदर्भित किया जाता है, जिससे 32-बिट गणना निष्पादित करने के लिए कुछ पंजीकृत मान प्राप्त होते हैं। अंत में सीपीयू के आंतरिक पंजीकृत में गणना परिणाम को संग्रहीत करने के लिए है।

सिमुलेशन प्रणाली में, निर्बाध रूप से निष्पादित सूक्ष्म निर्देश बाद के चक्रों में सिम्युलेटर की केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई को नियंत्रित करते हैं। इसलिए माइक्रो अनुदेश की आंतरिक क्षमता का उपयोग नियंत्रण की दुकान में अगले माइक्रो अनुदेश को संबोधित करने के लिए किया जाता है। माइक्रो अनुदेश समुच्चय सामान्यतः माइक्रोकोड के रूप में संदर्भित रखने वाले नियंत्रण की सामग्री में प्रत्येक 49-बिट चौड़े 1024 माइक्रो अनुदेश शब्द होते हैं।

माइक्रोकोड के पता योग्य अनुसूची बनाने के लिए नियंत्रण की सामग्री के संरचना अवसरों का उपयोग करना है। चक्रीय रूप से ऑपरेटिंग मशीन कोड दुभाषिया (कंप्यूटिंग) के कार्यान्वयन, जिसे माइक्रोकोड में प्रोग्राम किया गया है, साथ ही व्यक्तिगत माइक्रो आपरेशन अनुक्रमों के कार्यान्वयन की अनुमति देता है, जिसे मशीन निर्देश के रूप में जाना जाता है। माइक्रोकोड को माइक्रोसिम के लिए फर्मवेयर माना जा सकता है, जिसे संशोधित किया जा सकता है और माइक्रोकोड-रोम-फाइल में संग्रहीत और पुनः लोड किया जा सकता है।

माइक्रो अनुदेश कम्प्यूटेशनल चक्र के भीतर सीपीयू के साथ-साथ इनपुट/आउटपुट नियंत्रक बाहरी 16 केबाइट विशाल रैंडम एक्सेस मेमोरी उपकरण (आरएएम ) से जुड़ा होता है। इनपुट-आउटपुट नियंत्रक उपकरण के माध्यम से, आभासी इनपुट और आउटपुट उपकरण के साथ संचार प्रत्यक्ष मेमोरी एक्सेस प्रणाली (DMA), अंतर-एकीकृत सर्किट संपर्क (आई2सी) और बाधा डालना अनुरोध कार्यक्षमता (आईआरक्यू) द्वारा समर्थित है। आउटपुट पोर्ट, डिस्प्ले, काल समंजक, घटना ट्रिगर, डिजिटल-अनुरूप परिवर्तक, कीबोर्ड और डेटा इनपुट/आउटपुट प्रणाली आभासी आईसी उपकरण के रूप में प्रदान किया जाता है जिससे कि बाह्य उपकरणों के साथ संचार को व्यावहारिक रूप से व्याख्या की जा सके।

माइक्रोकोड सिम्युलेटर 32-बिट अंकगणितीय तर्क इकाई (एएलयू) से जुड़े प्रत्येक 32-बिट चौड़े आठ स्वतंत्र रूप से प्रयोग करने योग्य पंजीकृत का उपयोग करता है। पंजीकृत सामग्री को हस्ताक्षरित या अहस्ताक्षरित पूर्णांक मान या 32-बिट तैरनेवाला स्थल नंबर के रूप में माना जा सकता है। पंजीकृत सामग्री को आसानी से देखा जा सकता है, व्याख्या की जा सकती है, और ीकृत सिस्टम नंबर संपादक को बिटवाइज संशोधित किया जा सकता है।

32-बिट ALU केंद्रीय प्रक्रमन एकक (सीपीयू) की प्रमुख इकाई है। यह पूर्णांक ऑपरेशन, इंटरप्ट कंट्रोल और फ्लोटिंग पॉइंट अंकगणित के लिए 128 विभिन्न बुनियादी अंकगणितीय संचालन का समर्थन करता है।

फ्लोटिंग पॉइंट गणनाओं के लिए उपदेशात्मक दृष्टिकोण, जिसे कोनराड ज़्यूस द्वारा 1940 के दशक की शुरुआत में पहले से ही तुलनीय विधियों से पेश किया गया है, जोड़/घटाव और गुणन/विभाजन के प्रमुख संचालन में शामिल ्सपोनेंट और मंटिसा के लिए एलिमेंटल सबलेवल ऑपरेशंस का उपयोग करके पेश किया गया है। मंटिसा में शक्तिशाली 32-बिट फ्लोटिंग पॉइंट अंकगणितीय कमांड का समुच्चय और बुनियादी संचालन और प्राथमिक विश्लेषणात्मक कार्यों के लिए प्रतिपादक प्रदान किया जाता है, जैसा कि वे आज के गणितीय सहसंसाधकों में महसूस किए जाते हैं। यहां, मिक्रोसिम के साथ सिमुलेशन में यह आदर्श रूप से माना जाता है कि प्रत्येक समर्थित एएलयू अंकगणितीय संचालनके निष्पादन के लिए अभ्यास में वास्तविक रूप से आवश्यक सर्किट जटिलता से स्वतंत्र केवल अलग कंप्यूटिंग अवधि की आवश्यकता होती है।

सूक्ष्म निर्देशों का निष्पादन विभिन्न सिमुलेशन स्तरों पर विभिन्न अस्थायी संकल्प के साथ संचालित किया जा सकता है:
 * सबसे कम सिमुलेशन स्तर में, सिम्युलेटर जीईटी, कैलकुलेट और पीयूटी चरण के चरणबद्ध निष्पादन का समर्थन करता है। बेहतर पता लगाने की क्षमता के लिए समायोज्य देरी के साथ आंशिक चरणों का प्रसंस्करण संभव है।
 * अगले ऊपरी स्तर में, वर्तमान माइक्रो अनुदेश को पूर्ण थ्रू में निष्पादित किया जाता हैअतिरिक्त समय की देरी के ई-चरण घड़ी। तथाकथित "लोड वृद्धि निष्पादन" (एलआईई) चक्र के भीतर कई 3-चरण घड़ी चक्रों का निरंतर निष्पादन समर्थित है। एलआईई चक्र को माइक्रोकोड में लिखे गए दुभाषिया के रूप में माना जाता है, इसमें बाहरी रैम से बाइट मान के रूप में कोडित मशीन निर्देशों को लोड करने का कार्य होता है और ओपकोड द्वारा दिए गए निष्पादन के लिए संदर्भित माइक्रोकोड सबरूटीन को सूक्ष्म निर्देश अनुक्रम को शाखा देने और एलआईई वापस लौटने के लिए कार्य करता है। अगले मशीन निर्देश को पुनः प्राप्त करने के लिए।
 * निष्पादन स्तर उच्च, कई मशीन निर्देशों का क्रम तब तक निष्पादन योग्य होता है जब तक कि उपयोगकर्ता द्वारा परिभाषित ब्रेक पॉइंट तक नहीं पहुंच जाता है, जिसे मशीन कोड अनुक्रम में रखा जाता है। ब्रेक पॉइंट्स के बीच रन टाइम को मापना संभव है। इसलिए मशीन और माइक्रोकोड स्तर पर निष्पादन प्रदर्शन को बेंचमार्क करना संभव है।
 * सबसे शीर्ष सिमुलेशन स्तर में माइक्रोकोड सिम्युलेटर अतिरिक्त किसी रुकावट के सूक्ष्म निर्देशों को लगातार निष्पादित करता है। इस लेवल में मशीन अनुदेश द्वारा मशीन अनुदेश को लोड किया जाता है। इसलिए, बाहरी उपकरणों के साथ सीपीयू की बातचीत पर ध्यान देना संभव है।

विभिन्न अतिरिक्त विकल्पों के साथ, मशीन प्रोग्रामिंग द्वारा एप्लिकेशन के नियंत्रण को आगे बढ़ाने पर प्रसंस्करण गति को बढ़ाने के लाभ के लिए दृश्य सीपीयू गतिविधियों को दबाया जा सकता है। सिम्युलेटर के साथ प्रदान किया गया प्रदर्शन सूचकांक मॉनिटर उपयोगकर्ता को माइक्रोसिम के प्रसंस्करण प्रदर्शन को बेंचमार्क करने में सक्षम बनाता है और इसे सिम्युलेटर के हार्डवेयर की कंप्यूटिंग शक्ति के संबंध में समुच्चय करता है, जो फ्लोटिंग-पॉइंट ऑपरेशंस प्रति सेकंड (FLOPS) और निर्देश प्रति सेकंड (IPS) में मापने योग्य है।

तथाकथित बेसिक असेंबलर उपकरण फॉर मिक्रोसिम माइक्रोबैट के साथ, असेंबली भाषा में सरल प्रोग्राम विकसित किए जा सकते हैं। यहां, असेंबलर प्रोग्रामिंग लैंग्वेज के सभी समर्थित mnemonics को माइक्रो अनुदेश लेवल पर यूजर की सेल्फ-क्रिएटेड मशीन के अनुदेश समुच्चय द्वारा निर्धारित किया जाता है। ऐड-ऑन उपकरण सभा की भाषा प्रोग्राम को मशीन कोड और डेटा में ट्रांसलेट करने और बाद के सिमुलेशन के लिए बाइनरी कोड को बाहरी रैम में स्थानांतरण करने में सक्षम है। माइक्रोबैट के साथ मिलकर माइक्रोकोड सिम्युलेटर मिक्रोसिम स्विच-नियंत्रित गणना मशीन से कोडांतरक प्रोग्राम करने योग्य अनुप्रयोग के लिए तकनीकी कंप्यूटर विज्ञान में शिक्षण स्वरूपों के शिक्षण संबंधी परिचय का समर्थन करता है।

यह भी देखें

 * कंप्यूटर स्थापत्य कला सिम्युलेटर
 * चक्र सटीक सिम्युलेटर
 * शैक्षिक प्रोग्रामिंग भाषा
 * पूर्ण प्रणाली सिम्युलेटर
 * निर्देश समुच्चय सिम्युलेटर
 * इंस्ट्रुमेंटेशन (कंप्यूटर प्रोग्रामिंग)
 * वॉन न्यूमैन वास्तुकला