制作一个模拟器：在英特尔8080上玩太空侵略者

目录

1. 引言
2. 重新发现游戏的魅力
3. 游戏模拟器的背后故事
4. 制作游戏模拟器的决定
5. 纳米塞克斯：回忆中的经典
6. 纳米塞克斯：游戏机与电脑的融合
7. 硬件之谜：现代计算机的基石
8. 重温太空侵略者的传奇
9. 太空侵略者与英特尔8080微处理器
10. 太空侵略者对计算机行业的影响
11. 模拟器制作的起点
12. 寻找资源和灵感
13. 进入计算机的内心世界
14. 理解二进制和十六进制
15. 从数据手册开始
16. 阅读手册和参考资源
17. 深入了解计算机的内存
18. 探索CPU寄存器
19. 指令的奥秘与电路连接
20. 模拟中的实时交互
21. 回顾与展望

引言

伴随着童年时代对纳米塞克斯游戏的痴迷，我对电子设备的运作机理产生了浓厚的兴趣。我想要了解电子设备是如何将按下的按钮转化为人物前进或释放火球的魔法咒语。这种好奇心驱使着我创建自己的模拟器，通过制作模拟器，我希望更好地理解儿时玩过的游戏，并对CPU和计算机的运作有更深入的理解。

重新发现游戏的魅力

游戏的保存成为了一个备受争议的话题，因为它往往与软件盗版的讨论纠缠在一起。然而，模拟器为某些游戏带来了新的生命，它可以保存原始游戏并允许粉丝们修改和重新创造任何有可能会因逝去而永远消失的游戏。这使得模拟器变得越来越受欢迎，然而，探讨模拟器并不是本文的重点。

游戏模拟器的背后故事

在重新探索小时候玩过的游戏时，我决定亲自制作一个游戏模拟器。这个决定背后的原因在于，我想深入了解模拟器的工作原理，并尝试模拟一个看似简单但实际上相当复杂的系统。而这还仅仅是为了探讨纳米塞克斯这一经典游戏机的基础。我甚至还没有考虑到其他游戏机的模拟。

制作游戏模拟器的决定

经过一番思考，我决定从纳米塞克斯这一经典游戏机入手。它是一台相当经典的系统，应该很简单，对吧？实际上，结果并非如此。阅读纳米塞克斯的参考文件后，我发现这个系统中包含了大量独特的硬件描述、游戏特定的内存映射器和非常精确的时序。对于这一挑战，我决定先从太空侵略者开始，因为它是一款很受欢迎的游戏，拥有丰富的硬件和游戏行业历史。

纳米塞克斯：回忆中的经典

太空侵略者最初于1978年在街机上发布。尽管相对于后来的家用游戏机而言，我对太空侵略者没有那么多的怀旧记忆，但它在硬件和对游戏行业以及整个电子行业的影响方面拥有悠久的历史。

纳米塞克斯：游戏机与电脑的融合

太空侵略者的创造者西川德博（Tomohiro Nishikado）在设计游戏的同时，还单独设计了一个基于英特尔8080微处理器的定制微型计算机。他曾表示，与硬件开发相比，其他方面都显得轻松得多。此时的英特尔8080依然在现代台式计算机的处理器中发挥着作用，显示了它对人们日常使用的设备中的价值。

硬件之谜：现代计算机的基石

为了制作模拟器，我们需要深入了解计算机中的硬件部分。首先，我们需要查找数据表，幸运的是，英特尔8080的数据表仍然可以在线找到。它是一个包含大约250页的详尽手册，其中列出了重新创建芯片所需的所有详细信息，我们需要为每个行为参考它。

重温太空侵略者的传奇

太空侵略者是通过将两个字节组合为一个地址，将其加载到“程序计数器”（PC）寄存器中来运行的。然而，要注意的是，英特尔8080是小端序处理器，这意味着地址的两个字节以低位字节和高位字节的顺序存储。因此，读取两个字节后，它们将组合成一个16位的内存地址。

太空侵略者对计算机行业的影响

太空侵略者的成功在很大程度上归功于使用英特尔8080微处理器，而这款微处理器成为了计算机行业的里程碑之一。它推动了计算机行业朝着模块化结构发展，从而改变了计算机的构建方式。

模拟器制作的起点

在开始制作模拟器之前，我们首先需要一个数据手册。幸运的是，我发现了一个叫做emulator101.com和computerarchology.com的网站，它们提供了丰富的细节，包括太空侵略者的代码运行方式以及定制硬件的工作原理。在这些资源的帮助下，我们将能够更好地了解太空侵略者游戏的内部工作原理。

寻找资源和灵感

制作模拟器时，还需要获取太空侵略者的游戏ROM文件。然而，由于版权保护问题，获取ROM文件可能涉及一些法律问题。请注意，游戏版权属于史克威尔艾尼克斯（Square Enix）的子公司，因此获取ROM文件可能涉及版权问题。

从数据手册开始

在模拟器制作的过程中，数据手册将成为我们的主要参考资料。在执行每个操作时，我们需要参考数据手册，以了解如何实现所需的行为。

阅读手册和参考资源

在模拟器制作的过程中，除了数据手册外，我们还需要参考其他资源。就我个人而言，我发现emulator101.com和computerarchology.com这两个网站的太空侵略者部分提供了很多有关游戏代码的详细信息，以及有关定制硬件工作原理的资料。

深入了解计算机的内存

计算机的内存是存储指令和数据的空间。在模拟器中，我们将需要了解内存的不同部分，比如只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM），以及它们在整个计算机系统中的作用。

探索CPU寄存器

CPU寄存器是用于计算的小型存储器。我们将会了解到，英特尔8080微处理器有7个8位寄存器和2个16位寄存器。这些寄存器在计算机的运算过程中起到关键的作用。

指令的奥秘与电路连接

计算机指令用于控制计算机执行特定的操作。这些指令以数字形式编码，并将其转化为特定的操作，因此被称为“操作码”。操作码分为数据传输、算术运算、跳转和堆栈操作、输入输出和机器控制等几个类别。

模拟中的实时交互

太空侵略者使用了一种称为“中断”的技术，当特定事件发生时，它会中断处理器的运行，并跳转到一段特定的代码。对于太空侵略者来说，中断通常在绘制屏幕的特定位置发生。

回顾与展望

在制作模拟器的过程中，我遇到了许多挑战，包括代码编写、错误调试和理解纳米塞克斯游戏的运作原理。尽管我对模拟器的功能和完整性没有进行详细的测试，但我相信它是一个很好的起点，可以帮助人们更好地理解计算机的工作原理。

请注意，本文只是简要介绍了模拟器制作的过程，如果你对制作模拟器或纳米塞克斯的更多细节感兴趣，我建议你阅读相关的资源。

请随时发表你的评论和问题！

FAQ - 常见问题解答

Q：如何获得太空侵略者的游戏ROM文件？

A：获取太空侵略者的游戏ROM文件可能涉及版权问题，因此我建议你在寻找ROM文件时要小心谨慎，确保遵守版权法律。

Q：为什么选择纳米塞克斯作为制作模拟器的起点？

A：纳米塞克斯是一款经典的游戏机，具有丰富的历史和独特的硬件特点。选择它作为起点可以让我们更好地了解模拟器制作的基本原理，并为后续模拟器项目打下良好的基础。

Q：我需要多少编程知识才能制作一个游戏模拟器？

A：制作一个游戏模拟器需要一定的编程知识和理解计算机的工作原理。熟悉低级语言（如汇编语言）和计算机体系结构将非常有帮助。然而，这需要很多努力和时间，因此建议具备一定的编程经验和知识背景。

Q：模拟器的运行速度是否与原始游戏机相同？

A：模拟器的运行速度可能会略有不同，因为它可能无法完全模拟原始硬件的所有特性。但是，合理的优化可以使模拟器以接近原始游戏机的速度运行。

Q：我需要有哪些硬件来运行模拟器？

A：运行模拟器需要一台计算机或设备。具体的硬件要求将取决于模拟器的复杂性和功能。一般来说，具备合理的处理能力和存储空间的现代计算机应该可以运行游戏模拟器。

Q：制作一个游戏模拟器需要多长时间？

A：制作一个游戏模拟器需要很多时间和精力。具体需要多长时间取决于模拟器的复杂性、个人的编程经验和时间投入等因素。这可能需要几个月甚至更长的时间来完成。