"ANT" - модель компьютера, разработанная в Гарвардском университете группой сотрудников во главе с Даниэлем Эллардом (Daniel Ellard). В Интернет разработка представлена по адресу http://www.ant.harvard.edu.

Примечание. В переводе с английского "ant" означает "муравей". Это маленькое и трудолюбивое существо служит эмблемой программной реализации.

Цели создания этой учебной модели состояли в том, чтобы дать студентам несложную, но демонстрирующую все наиболее важные принципы модель, способную стать своеобразной платформой для основых курсов Computer Science. Первая версия под названием "ANT-8" (число означает разрядность обрабатываемых данных) охватывала вводные курсы компьютерной архитектуры и программирования. Более поздняя модель - "ANT-32" добавила к этим дисциплинам "Операционные системы" и некоторые другие преподаваемые в университете предметы.

В статье, описывающей "ANT-8", авторы модели сформулировали свой подход следующим образом. "Ведущей философией архитектуры ANT является простота, но не ценой функциональности. В результате получается архитектура, которая проста в очень важном аспекте: проста для изучения студентами, проста для реализации, и язык ассемблер для которой просто устроен. Но несмотря на эту простоту, архитектура ANT достаточно богата, чтобы поддерживать много интересных приложений и аккуратно моделировать, как компьютеры исполняют программы".

Методика применения "ANT" состояла не столько в работе с готовым его имитатором, сколько в разработке его программной реализации самими студентами. Поэтому модель снабжена детальными описаниями архитектуры и машинного языка. Они выложены на домашней страничке модели, но, что, вероятно, многих расстроит, на английском языке.

"ANT" - это типичная RISC-машина, имеющая много общего с реальными компьютерами данного класса. Попутно замечу, что если вы интересуетесь именно RISC-моделями, вам стоит дополнительно посмотреть материалы по модели "MMIX".

Краткое описание модели.
На этой страничке дано очень краткое описание модели "ANT-8": ее архитектура и общие особенности инструкций. Собственно таблица с системой команд приводится на следующей странице.

Таблица команд
Приведена полная таблица команд с комментариями, которая позволяет составить общее представление о том, что умеет делать "ANT-8". Более подробно с программированием для модели можно познакомиться на примерах (см. следующую страницу).

Примеры программ.
Приведено 4 примера, демонстрирующих линейный, разветвляющийся и циклический алгоритмы, а также принципы работы с ОЗУ и внешними устройствами. Примеры взяты из входящей в комплект дистрибутива документации.

Программная реализация.
Программное обеспечение для Windows, Linux и Mac OS можно загрузить с домашней странички модели. Эта процедура бесплатна, хотя сервер предварительно попросит вас заполнить небольшую анкету.

От "ANT-8" к "ANT-32".
"ANT-8" слишком простая модель. Развивая свой подход, авторы представили "апгрэйд" своей машины, к которой можно даже попробовать написать многозадачную операционную систему. Основные идеи новой архитектуры "ANT-32" изложены на данной странице. Более подробные материалы о ней размещать на сайте в ближайшее время не планирую.

Литература и ссылки.
Подробное описание модели, включающее в себя программную реализацию и документацию, имеется на официальном сайте. Там же можно загрузить две подробные статьи с описанием архитектуры "ANT":

• On the Design of a New CPU Architecture for Pedagogical Purposes. Daniel Ellard, David Holland, Nicholas Murphy, Margo Seltzer. Proceedings of the Workshop on Computer Architecture Education, May 2002, pp. 28-34, Anchorage, AK.
• The Ant Architecture - An Architecture for CS1. Daniel Ellard, Penelope Ellard, James Megquier, J. Bradley Chen, Margo Seltzer. The IEEE Computer Society Technical Committee on Computer Architecture Newsletter, February 1999, pp. 25-27.