Esplora la finestra di Johnny Simulator partendo dalla vista con l’unità di controllo nascosta. Seleziona poi Ctrl per visualizzare registri, microcodice e i relativi comandi.
1. Il modello logico alla base
Memoria e CPU comunicano attraverso i bus.
Il simulatore traduce visivamente i principi cardine dell'Architettura di Von Neumann, un modello fondamentale per comprendere l’organizzazione di un calcolatore. In questa architettura due elementi dialogano costantemente attraverso linee di collegamento dette bus:
Johnny adotta questo schema: troverai la memoria principale da un lato e l'area di elaborazione (il processore con i suoi registri dedicati) dall'altro, collegate da condotti grafici che si illuminano o cambiano valore durante il trasferimento delle informazioni.
2. Le barre nella parte superiore
La finestra si legge dall’alto verso il basso: titolo, strumenti e area di simulazione.
La barra del titolo
La prima fascia è la barra del titolo. Nell’immagine mostra Johnny 1.01, il nome dell’autore Peter Dauscher e gli anni 2009–2014. Nella finestra completa, sul lato destro, si trovano anche i controlli del sistema operativo per ridurre, ingrandire e chiudere la finestra.
La barra degli strumenti
La seconda fascia è la barra degli strumenti: contiene pulsanti che eseguono azioni. Il gruppo Macro Code permette di preparare la RAM, aprire e salvare programmi, eseguire una macroistruzione oppure avviare il programma in automatico.
Accanto si trova il controllo Ctrl, con ingranaggi e casella di selezione; all’estremità destra la chiave inglese apre le opzioni. Nell’immagine Ctrl non è selezionato e i dettagli dell’unità di controllo sono nascosti.
Per iniziare osserva la schermata con Ctrl non selezionato; il passaggio alla vista dettagliata è illustrato subito dopo.
3. La schermata con unità di controllo nascosta
Partiamo dalla vista con la casella Ctrl non selezionata.
In questa vista puoi già riconoscere la RAM a sinistra, l’ALU con accumulatore a destra, il bus degli indirizzi azzurro in alto e il bus dei dati verde in basso. Al centro compare un pannello con la scritta Control Unit: i registri e il microcodice non sono ancora visibili.
4. Mostrare l’unità di controllo con Ctrl
Dalla vista semplificata ai dettagli interni.
Seleziona ora la casella Ctrl accanto agli ingranaggi nella barra superiore. Il pannello centrale lascia il posto ai dettagli dell’unità di controllo e, in alto, compare il gruppo Micro Code.
Ctrl controlla la visibilità del pannello: non è il tasto Ctrl della tastiera. Deselezionando la casella puoi tornare alla vista precedente; le operazioni interne continuano a funzionare anche quando sono nascoste.
5. La schermata con unità di controllo visibile
Solo dopo aver selezionato Ctrl compaiono questi dettagli.
Ora puoi osservare i componenti che nella vista precedente erano coperti:
| Elemento | Dove si trova e a cosa serve |
|---|---|
| INS — Instruction Register | Il registro istruzione, nella parte alta del pannello centrale, conserva il comando prelevato dalla RAM e il suo operando. |
| PC — Program Counter | A destra del registro istruzione. Il contatore del programma indica l’indirizzo RAM da cui prelevare il comando. |
| MC — Microcode Counter | Il numero sopra la tabella Micro Code indica la prossima riga del microcodice da eseguire. |
| Tabella Micro Code | La prima colonna mostra gli indirizzi delle microistruzioni; la seconda i comandi. La riga gialla indica il prossimo passo. |
| Pulsanti dei trasferimenti | Permettono di eseguire operazioni interne, come pc->ab e db->ins. Le frecce mostrano la direzione del trasferimento. |
La RAM, l’accumulatore e i bus restano nelle stesse aree. Le celle RAM contengono un programma dimostrativo: per riconoscere i componenti non è necessario eseguirlo.
6. Menu Macro Code
Aprire, salvare ed eseguire il programma RAM.
Il gruppo Macro Code gestisce il programma nella RAM. Il triangolo singolo completa un’istruzione; il doppio triangolo avvia l’esecuzione continua. Le icone nella tabella sono quelle presenti sulla barra.
| Icona | Funzione | Quando usarla |
|---|---|---|
 | Azzera la RAM. | Per iniziare un programma nuovo, dopo aver salvato quello precedente. |
 | Apre un file della memoria RAM. | Per caricare un programma salvato. |
 | Salva la RAM. | Per conservare dati e istruzioni del programma. |
 | Esegue un macro passo. | Per completare una macroistruzione e osservarne il risultato. |
| Avvia il programma automaticamente. | Per proseguire senza un clic per ogni istruzione. |
| Regola la velocità dell’esecuzione automatica. | Per rendere più facile seguire i cambiamenti. |
| Interrompe l’esecuzione. | Per fermarsi a osservare lo stato della macchina. |
| Azzera PC e gli altri registri del processore. | Per ripartire; verifica anche i dati RAM prima di una nuova prova. |
| Mostra o nasconde i dettagli dell’unità di controllo e la barra Micro Code. | Per osservare registri, contatore e sequenze interne. |
7. Menu Micro Code
Aprire, salvare e seguire il microcodice.
Il gruppo Micro Code gestisce le sequenze interne che realizzano le istruzioni. Il triangolo con μ avanza di una sola operazione interna, non di un’intera istruzione.
| Icona | Funzione | Differenza dalla barra Macro Code |
|---|---|---|
| Carica un microcodice. | Carica la definizione interna delle istruzioni, non il programma RAM. |
| Salva il microcodice. | Conserva le sequenze interne e i nomi delle istruzioni. |
| Esegue un micro passo. | Compie una sola operazione interna, non necessariamente un’intera macroistruzione. |