الحوسبة 16 بت

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة
عرض بتات هندسة الكمبيوتر
قليل
طلب
دقة النقطة العائمة الثنائية
دقة الفاصلة العائمة العشرية
  • ف
  • ت
  • هـ

في هندسة الحاسوب ، الأعداد الصحيحة أو عناوين الذاكرة أو وحدات البيانات الأخرى ذات 16 بت هي تلك التي يبلغ عرضها 16 بت (2 أوكتيت ). كما أن هندسة وحدة المعالجة المركزية (CPU) ذات 16 بت ووحدة المنطق الحسابي (ALU) هي تلك التي تعتمد على سجلات أو حافلات عناوين أو حافلات بيانات بهذا الحجم. أجهزة الكمبيوتر الدقيقة ذات 16 بت هي أجهزة كمبيوتر دقيقة تستخدم معالجات دقيقة ذات 16 بت .

يمكن لسجل مكون من 16 بت تخزين 2 16 قيمة مختلفة. يعتمد نطاق القيم الصحيحة التي يمكن تخزينها في 16 بت على التمثيل الصحيح المستخدم. مع التمثيلين الأكثر شيوعًا، يكون النطاق من 0 إلى 65535 (2 16 − 1) للتمثيل كرقم ثنائي ( غير موقّع ) ، و −32768 (−1 × 2 15 ) إلى 32767 (2 15 − 1) للتمثيل كمكمل اثنين . نظرًا لأن 2 16 يساوي 65536، يمكن للمعالج الذي يحتوي على عناوين ذاكرة مكونة من 16 بت الوصول مباشرة إلى 64 كيلوبايت (65536 بايت) من الذاكرة القابلة للعنونة بالبايت . إذا استخدم النظام التجزئة مع إزاحات شريحة مكونة من 16 بت، فيمكن الوصول إلى المزيد.

هندسة 16 بت

كان جهاز MIT Whirlwind ( حوالي عام 1951) [1] [2] هو أول جهاز كمبيوتر على الإطلاق يعمل بتقنية 16 بت. وكان حجم الكلمة غير عادي في ذلك العصر؛ حيث استخدمت معظم الأنظمة شفرة أحرف مكونة من ستة بتات واستخدمت طول كلمة يبلغ بعض مضاعفات 6 بتات. وقد تغير هذا مع الجهود المبذولة لتقديم نظام ASCII ، الذي استخدم شفرة مكونة من 7 بتات وأدى بطبيعة الحال إلى استخدام مضاعف مكون من 8 بتات يمكنه تخزين حرف ASCII واحد أو رقمين عشريين مشفرين ثنائيًا .

وبالتالي أصبح طول الكلمة المكون من 16 بت أكثر شيوعًا في الستينيات، وخاصةً في أنظمة الكمبيوتر الصغيرة. تشمل أجهزة الكمبيوتر المبكرة ذات الـ 16 بت ( حوالي 1965-1970) جهاز IBM 1130 ، [3] وجهاز HP 2100 ، [4] وجهاز Data General Nova ، [5] وجهاز DEC PDP-11 . [6] بدأت المعالجات الدقيقة المبكرة ذات الـ 16 بت ، والتي غالبًا ما تكون مصممة على أحد المنصات الصغيرة، في الظهور في السبعينيات. تشمل الأمثلة ( حوالي 1973-1976) معالج National Semiconductor IMP-16 ذي الخمس شرائح (1973)، [7] ومعالج NEC μCOM-16 ذي الشريحتين (1974)، [8] [7] ومعالج Western Digital MCP-1600 ذي الثلاث شرائح (1975)، ومعالج Toshiba T-3412 ذي الخمس شرائح (1976). [7]

تشمل المعالجات الدقيقة المبكرة أحادية الشريحة ذات 16 بت ( حوالي 1975-1976) Panafacom MN1610 (1975)، [9] [10] [7] National Semiconductor PACE (1975)، General Instrument CP1600 (1975)، Texas Instruments TMS9900 (1976)، [7] Ferranti F100-L ، و HP BPC . تشمل المعالجات الأخرى الجديرة بالملاحظة ذات 16 بت Intel 8086 و Intel 80286 و WDC 65C816 و Zilog Z8000 . كان Intel 8088 متوافقًا ثنائيًا مع Intel 8086، وكان 16 بتًا حيث كانت سجلاته بعرض 16 بتًا، ويمكن للتعليمات الحسابية أن تعمل على كميات 16 بتًا، على الرغم من أن ناقله الخارجي كان بعرض 8 بتات.

لقد تم استبدال المعالجات ذات الـ 16 بت بالكامل تقريبًا في صناعة أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، ويتم استخدامها بشكل أقل من وحدات المعالجة المركزية ذات الـ 32 بت (أو 8 بت) في التطبيقات المضمنة.

16/32 بت موتورولا 68000 و Intel 386SX

يُطلق على جهاز Motorola 68000 أحيانًا اسم 16 بتًا بسبب الطريقة التي يتعامل بها مع العمليات الحسابية الأساسية. كانت مجموعة التعليمات تعتمد على أرقام مكونة من 32 بتًا وكانت السجلات الداخلية بعرض 32 بتًا، لذا وفقًا للتعريفات الشائعة، فإن جهاز 68000 عبارة عن تصميم مكون من 32 بتًا. داخليًا، يتم إجراء العمليات الحسابية المكونة من 32 بتًا باستخدام عمليتين مكونتين من 16 بتًا، وهذا يؤدي إلى بعض الأوصاف للنظام باعتباره 16 بتًا، أو "16/32".

تتمتع مثل هذه الحلول بتاريخ طويل في مجال الكمبيوتر، حيث كانت التصميمات المختلفة تؤدي العمليات الحسابية حتى بت واحد في كل مرة، والمعروفة باسم "الحساب التسلسلي"، في حين كانت معظم التصميمات بحلول سبعينيات القرن العشرين تعالج عددًا قليلاً على الأقل من البتات في كل مرة. ومن الأمثلة الشائعة على ذلك Data General Nova، وهو تصميم مكون من 16 بتًا يؤدي عمليات حسابية مكونة من 16 بتًا كسلسلة من أربع عمليات مكونة من 4 بتات. كان حجم الكلمة 4 بتات هو حجم وحدة الحساب والمنطق أحادية الشريحة المتوفرة على نطاق واسع، وبالتالي سمح بالتنفيذ غير المكلف. باستخدام التعريف المطبق على 68000، سيكون Nova عبارة عن كمبيوتر مكون من 4 بتات، أو 4/16. بعد فترة وجيزة من تقديم Nova، تم تقديم إصدار ثانٍ، SuperNova، والذي تضمن أربع وحدات حساب ومنطق مكونة من 4 بتات تعمل بالتوازي لأداء العمليات الحسابية 16 بتًا في كل مرة وبالتالي تقديم أداء أعلى. كان هذا غير مرئي للمستخدم والبرامج، التي تستخدم دائمًا تعليمات وبيانات مكونة من 16 بتًا. وبنفس الطريقة، كانت أجهزة عائلة 68000 اللاحقة، بدءًا من Motorola 68020 ، تحتوي على وحدات حسابية منطقية 32 بت.

قد يرى المرء أيضًا مراجع لأنظمة تكون أو لا تكون 16 بتًا بناءً على بعض المقاييس الأخرى. أحد هذه المقاييس الشائعة هو عندما لا تكون مساحة العنوان بنفس حجم البتات مثل السجلات الداخلية. تندرج معظم وحدات المعالجة المركزية ذات 8 بت في السبعينيات ضمن هذه الفئة؛ كان لدى MOS 6502 و Intel 8080 و Zilog Z80 ومعظم الأجهزة الأخرى مساحة عنوان 16 بتًا والتي وفرت 64 كيلوبايت من مساحة العنوان. هذا يعني أيضًا أن معالجة العنوان تتطلب دورتين من التعليمات. لهذا السبب، كان لدى معظم المعالجات أوضاع عنونة خاصة بـ 8 بتات، وهي الصفحة صفر ، مما يحسن السرعة. ظل هذا النوع من الاختلاف بين حجم السجل الداخلي وحجم العنوان الخارجي في الثمانينيات، على الرغم من عكسه غالبًا، حيث جعلت تكاليف الذاكرة في ذلك العصر من المستحيل عمليًا وجود جهاز بعنونة 32 بت، 2 أو 4 جيجابايت. على سبيل المثال، يعرض 68000 24 بت فقط من العناوين على DIP ، مما يحدها إلى 16 ميجا بايت، وهو حجم ضخم (في ذلك العصر). [11]

ينطبق تحليل مماثل على بديل وحدة المعالجة المركزية 80286 من Intel، والذي يسمى 386SX ، وهو معالج 32 بت مع وحدة حسابية منطقية 32 بت ومسارات بيانات داخلية 32 بت مع ناقل خارجي 16 بت وعنونة 24 بت للمعالج الذي تم استبداله.

تطبيق 16 بت

في سياق أجهزة الكمبيوتر المتوافقة مع IBM ومنصات Wintel ، فإن التطبيق 16 بت هو أي برنامج مكتوب لنظام MS-DOS أو OS/2 1.x أو الإصدارات المبكرة من Microsoft Windows والتي كانت تعمل في الأصل على معالجات Intel 8088 و Intel 80286 الدقيقة 16 بت . تستخدم مثل هذه التطبيقات تمثيل عنوان مقطعي أو إزاحة محدد 20 بت أو 24 بت لتوسيع نطاق مواقع الذاكرة القابلة للعنونة إلى ما هو أبعد مما كان ممكنًا باستخدام عناوين 16 بت فقط. لذلك تتطلب البرامج التي تحتوي على أكثر من 2 16 بايت (65536 بايت ) من التعليمات والبيانات تعليمات خاصة للتبديل بين مقاطعها التي يبلغ حجمها 64 كيلوبايت ، مما يزيد من تعقيد برمجة تطبيقات 16 بت.

قائمة وحدات المعالجة المركزية ذات 16 بت

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "عام 1951". متحف تاريخ الكمبيوتر .(انظر أيضًا "عام 1943".)).
  2. ^ Digital Press, Digital at Work Archived 2013-07-02 at the Wayback Machine , بيرسون، 1992، ISBN 1-55558-092-0 ، ص 4، 23. 
  3. ^ "نظام الحوسبة IBM 1130". أرشيف IBM . مؤرشف من الأصل في 18 مارس 2005.
  4. ^ "HP 2116". متحف تاريخ الكمبيوتر .
  5. ^ "حاسب صغير من إنتاج شركة داتا جنرال نوفا". متحف تاريخ الحاسبات . مؤرشف من الأصل في 17 مايو 2013. تم استرجاعه في 11 يونيو 2012 .
  6. ^ بيرسون، جيمي باركر (سبتمبر 1992). الرقمي في العمل: لقطات من السنوات الخمس والثلاثين الأولى . ديجيتال بريس. ص 58-61. ISBN 978-1-55558-092-6.
  7. ^ abcde Belzer, Jack; Holzman, Albert G.; Kent, Allen (1978). موسوعة علوم وتكنولوجيا الكمبيوتر. المجلد 10 – الجبر الخطي والمصفوفي للكائنات الحية الدقيقة: التعريف بمساعدة الكمبيوتر. CRC Press . ص. 402. ISBN 9780824722609.
  8. ^ "سبعينيات القرن العشرين: تطوير وتطور المعالجات الدقيقة" (PDF) . متحف تاريخ أشباه الموصلات في اليابان . مؤرشف من الأصل (PDF) في 2019-06-27 . تم الاسترجاع في 2019-06-27 .
  9. ^ "معالجات دقيقة 16 بت". متحف وحدة المعالجة المركزية . تم الاسترجاع في 5 أكتوبر 2010 .
  10. ^ "التاريخ". PFU . تم استرجاعه في 5 أكتوبر 2010 .
  11. ^ Motorola M68000 Family, Programmer's Reference Manual (PDF) . Motorola, Inc. 1992. sec. 2.4, pp. 2–21 . تم الاسترجاع في 2023-06-05 .
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=الحوسبة_بتقنية_16_بت&oldid=1242248141"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate