🎮 От NAND до CPU
🎮 Курс “От NAND до CPU”
Построй компьютер своими руками — от первого вентиля до работающего процессора
🎯 Философия курса
Сделал → Работает! → А почему? → Круто!
Каждый урок проходит через три слоя:
- 🎮 Симулятор — экспериментируем без риска
- 🔧 Железо — собираем на макетке
- 🧠 Теория — понимаем почему работает
📚 Структура курса
Итого: 34 урока → полноценный годовой курс
🎯 Чему научишься
Урок 1 Урок 34
│ │
▼ ▼
┌─────┐ ┌─────────┐
│ LED │ ──────────────────────► │ CPU │
│ + │ 34 урока │ на ПЛИС │
│кнопка│ └─────────┘
└─────┘
| До курса | После курса |
|---|
| “Как работает компьютер?” | “Я знаю — я его собрал!” |
| Чёрный ящик | Понимание каждого бита |
| Программирование | Программирование + схемотехника |
🔧 Оборудование
Микросхемы (74xx серия)
| Чип | Функция | Акт |
|---|
| 74HC00 | 4× NAND | I |
| 74HC04 | 6× NOT | I |
| 74HC08 | 4× AND | I |
| 74HC32 | 4× OR | I |
| 74HC86 | 4× XOR | I, II |
| 74HC283 | 4-бит сумматор | II |
| 74HC138 | Декодер 3→8 | II |
| 74AC251 | MUX 8→1 | II |
| 74ACT377 | 8× D-триггер | III |
| 74HC595 | Сдвиговый регистр | III |
| 74HCT4060 | Счётчик + генератор | IV |
| TLC555 | Таймер | IV |
Приборы
- 🔬 Осциллограф Rigol DS804
- 📊 Логический анализатор
- 💾 Программатор T48
- 🎮 ПЛИС Tang Nano 25K
Софт
📖 Рекомендуемые книги
| Книга | Для чего |
|---|
| 🎮 Turing Complete (игра) | Интуитивное понимание |
| 📕 Хоровиц, Хилл “Искусство схемотехники” | Библия электронщика |
| 📗 Чарльз Петцольд “Код” | История и философия |
| 📘 Nand2Tetris | От NAND до Тетриса |
| 🎥 Ben Eater (YouTube) | Пошаговые видео |
� Пирамида цифровой электроники
╔═══════════════════╗
║ 🖥️ КОМПЬЮТЕР ║ ← Ты построишь это!
║ SAP-1 (8 бит) ║
╚═════════╤═════════╝
│
╔═════════════════╧═════════════════╗
║ 🎛️ ПРОЦЕССОР ║ Акт IV
║ ALU + Регистры + Управление ║ (уроки 27-34)
╚═══════════════╤═══════════════════╝
│
╔═══════════════════════╧═══════════════════════╗
║ 💾 ПАМЯТЬ ║ Акт III
║ Триггеры → Регистры → Счётчики ║ (уроки 19-26)
╚═════════════════════╤═════════════════════════╝
│
╔═════════════════════════╧═════════════════════════════╗
║ 🔢 АРИФМЕТИКА ║ Акт II
║ Полусумматор → Сумматор → АЛУ → MUX/Дешифратор ║ (уроки 11-18)
╚═══════════════════════════╤═══════════════════════════╝
│
╔═══════════════════════════════╧═══════════════════════════════╗
║ ⚡ ЛОГИКА ║ Акт I
║ Сигнал → Транзистор → NAND → Вентили → Комбинационные схемы ║ (уроки 1-10)
╚═══════════════════════════════════════════════════════════════╝
💡 Почему пирамида?
Каждый уровень строится на предыдущем. Невозможно понять процессор, не освоив логику.
Мы идём снизу вверх: от транзистора к работающему компьютеру.
🎯 Путь обучения
┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐
│ АКТ I │───▶│ АКТ II │───▶│ АКТ III │───▶│ АКТ IV │
│ ЛОГИКА │ │АРИФМЕТИК│ │ ПАМЯТЬ │ │ПРОЦЕССОР│
├─────────┤ ├─────────┤ ├─────────┤ ├─────────┤
│ 10 урок │ │ 8 уроков│ │ 8 уроков│ │ 8 уроков│
│ ~20 час │ │ ~16 час │ │ ~16 час │ │ ~16 час │
├─────────┤ ├─────────┤ ├─────────┤ ├─────────┤
│Проект: │ │Проект: │ │Проект: │ │Проект: │
│4-бит │ │8-бит │ │Цифровые │ │8-бит │
│сумматор │ │калькул. │ │часы │ │компьютер│
└─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘
│ │ │ │
▼ ▼ ▼ ▼
74HC00 74HC283 74HC374 SAP-1
74HC04 74HC138 74HC595 16 команд
74HC08 74HC157 TLC555 16 байт RAM
74HC32 8-бит шина
🚀 Начать
🎬 Урок 1: Цифровой сигнал
📊 Трекер прогресса
╔══════════════════════════════════════════════════════════════════╗
║ 🏆 ТВОЙ ПРОГРЕСС ║
╠══════════════════════════════════════════════════════════════════╣
║ ║
║ АКТ I: ЛОГИКА [░░░░░░░░░░] 0/10 → 🔧 4-бит сумматор ║
║ АКТ II: АРИФМЕТИКА [░░░░░░░░░░] 0/8 → 🧮 8-бит калькулятор ║
║ АКТ III: ПАМЯТЬ [░░░░░░░░░░] 0/8 → ⏰ Цифровые часы ║
║ АКТ IV: ПРОЦЕССОР [░░░░░░░░░░] 0/8 → 🖥️ 8-бит компьютер ║
║ ║
╠══════════════════════════════════════════════════════════════════╣
║ ОБЩИЙ ПРОГРЕСС: [░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░] 0/34 уроков ║
║ ║
║ 🥉 Бронза: 10 уроков (Акт I завершён) ║
║ 🥈 Серебро: 18 уроков (Акты I-II завершены) ║
║ 🥇 Золото: 26 уроков (Акты I-III завершены) ║
║ 💎 Платина: 34 урока (Курс завершён — ты построил CPU!) ║
╚══════════════════════════════════════════════════════════════════╝
🧩 Что ты освоишь
| Уровень | Ключевые навыки | Результат |
|---|
| Логика | Читать datasheet, строить схемы по таблицам истинности, отлаживать сигналы осциллографом | Уверенная работа с 74HC серией |
| Арифметика | Двоичная математика, перенос, переполнение, знаковые числа | Понимание как CPU считает |
| Память | Защёлки, триггеры, тактирование, синхронизация | Понимание как хранятся данные |
| Процессор | Архитектура фон Неймана, машинный код, микропрограммирование | Построение работающего CPU |
⚡ Быстрый старт по актам
