معالجة البايت

الموسوعة الحرة

يدعم نظام عنونة البايت في بنى الأجهزة الوصول إلى البايتات الفردية . تُسمى الحواسيب التي تستخدم عنونة البايت أحيانًا بآلات البايت ، وذلك على عكس البنى التي تستخدم عنونة الكلمات ، والتي تُسمى آلات الكلمات ، والتي تصل إلى البيانات بالكلمات . [ 1 ] [ 2 ]

خلفية

الوحدة الأساسية للتخزين الرقمي هي البت ، الذي يخزن قيمة واحدة إما 0 أو 1. تستطيع العديد من بنى مجموعات التعليمات الشائعة معالجة أكثر من 8 بتات من البيانات في المرة الواحدة. على سبيل المثال، تحتوي معالجات x86 ذات 32 بت على سجلات للأغراض العامة بحجم 32 بت ، ويمكنها معالجة بيانات بحجم 32 بت (4 بايت) بتعليمات منفردة. مع ذلك، قد تختلف أطوال البيانات في الذاكرة. تدعم مجموعات التعليمات التي تعنون البيانات بالبايت الوصول إلى البيانات بوحدات أضيق من طول الكلمة. معالج ذو 8 بتات مثل Intel 8008 يعنون البيانات بثمانية بتات، ولكن بما أن هذا هو العرض الكامل للمراكم والسجلات الأخرى، فيمكن اعتباره قابلاً للعنونة بالبايت أو قابلاً للعنونة بالكلمة. معالجات x86 ذات 32 بت، التي تعنون الذاكرة بوحدات 8 بت، ولكنها تحتوي على سجلات للأغراض العامة بحجم 32 بت، ويمكنها العمل على عناصر بحجم 32 بت بتعليمات منفردة، فهي قابلة للعنونة بالبايت.

تكمن ميزة عنونة الكلمات في إمكانية الوصول إلى مساحة أكبر من الذاكرة بنفس عدد البتات. فمعالج IBM 7094، على سبيل المثال، كان يستخدم عناوين 15 بت، وبالتالي كان بإمكانه عنونة 32,768 كلمة من 36 بت. غالبًا ما كانت هذه الأجهزة تُصنع بذاكرة قابلة للعنونة بالكامل؛ لذا فإن عنونة 32,768 بايت من 6 بت كانت ستكون أقل فائدة بكثير للمستخدمين في المجالات العلمية والهندسية. لنأخذ على سبيل المثال معالجات x86 ذات 32 بت: إذ يمكن لعنوناتها الخطية ذات 32 بت الوصول إلى 4 مليارات عنصر مختلف؛ بينما باستخدام عنونة الكلمات، كان بإمكان معالج 32 بت الوصول إلى 4 جيجا كلمة - أو 16 جيجابايت باستخدام البايت الحديث ذي 8 بت. لو استخدم معالج 386 وما تلاه من معالجات عنونة الكلمات، لكان بإمكان العلماء والمهندسين واللاعبين تشغيل برامج أكبر بأربعة أضعاف على أجهزة 32 بت. مع ذلك، لكانت معالجة النصوص، وعرض صفحات HTML، وجميع تطبيقات النصوص الأخرى ستعمل بشكل أبطأ.

عندما كانت الحواسيب باهظة الثمن لدرجة أنها كانت تُستخدم حصراً أو بشكل رئيسي في العلوم والهندسة، كان استخدام عناوين الكلمات هو الأسلوب الأمثل. ومع انخفاض تكلفة استخدام الحواسيب لمعالجة النصوص، انتقل مصممو الأجهزة إلى استخدام عناوين البايت.

لتوضيح فائدة عنونة البايت، لنأخذ معالج IBM 7094 كمثال، فهو معالج كلمات ولا يعتمد على مفهوم البايت. يحتوي على كلمات من 36 بت، ويخزن رموز الأحرف المكونة من ستة بتات في كل كلمة. لتغيير الحرف السادس عشر في سلسلة نصية، يجب على البرنامج تحديد أنه الحرف الرابع من الكلمة الثالثة في السلسلة، ثم جلب الكلمة الثالثة، وحذف القيمة القديمة للحرف الرابع من القيمة المخزنة في المسجل، ثم إجراء عملية OR منطقية على القيمة الجديدة، ثم تخزين الكلمة المعدلة. يتطلب ذلك ست تعليمات على الأقل. عادةً ما تُسند هذه العمليات إلى روتين فرعي، لذا فإن كل عملية تخزين أو جلب لحرف واحد تستلزم استدعاء روتين فرعي والعودة منه. مع عنونة البايت، يمكن تحقيق ذلك بتعليمة واحدة: تخزين رمز الحرف في عنوان البايت المحدد. برامج النصوص أسهل في الكتابة، وأصغر حجمًا، وأسرع في التشغيل.

الأنظمة الهجينة

تحتوي بعض الأنظمة التي تستخدم عنونة الكلمات ، مثل PDP-6/10 وسلسلة GE-600 / Honeywell 6000 ، على آليات خاصة للوصول إلى البايتات بكفاءة.

في معالج PDP-6/10، كانت التعليمات الخاصة تعمل على مؤشر بايت يتضمن عنوان الكلمة، وإزاحة بت، وعرض بت. تقوم تعليمات LDB / DPB بتحميل أو تخزين بايت واحد، بينما تقوم تعليمة IBP بزيادة مؤشر البايت، وتقوم تعليمات ILDB / IDPB بزيادة مؤشر البايت ثم تحميل أو تخزين البايت التالي. يمكن لهذه التعليمات العمل على حقول بت ذات عرض عشوائي. [ 3 ] : 2-85–2-89. استفادت البرامج من هذه المرونة: فالبرامج التي لا تحتاج إلى أحرف صغيرة استخدمت مجموعة الأحرف المحدودة المكونة من 6 بتات لتحقيق الكفاءة؛ واستخدمت معظمها ASCII ذو 7 بتات ، حيث يتم تجميع 5 بتات في كلمة واحدة مع بت واحد غير مستخدم؛ واستخدم تطبيق C بايتات ذات 9 بتات لأن C تتطلب أن تكون جميع الذاكرة قابلة للعنونة على مستوى البايت.

في أجهزة GE/Honeywell، كان من الممكن استخدام أنماط عنونة غير مباشرة خاصة في معظم أنواع التعليمات، وتشغيلها على مؤشر بايت يمكنه العمل على بايتات 6 بت أو 9 بت. [ 4 ]

لم يكن أي من هذين الجهازين يدعم في الأصل الوصول العشوائي إلى البايتات بشكل مباشر؛ إذ كان تعديل مؤشر البايت ليشير إلى N بايت قبل أو بعد البايت الذي يشير إليه حاليًا يتطلب سلسلة من التعليمات المتعددة. قام طراز KL10 PDP-10 بتوسيع تعليمة IBP (زيادة مؤشر البايت) لتصبح تعليمة ADJBP ( تعديل مؤشر البايت) ، والتي يمكنها تعديل مؤشر البايت بعدد عشوائي من البايتات؛ مما يوفر آلية أساسية للفهرسة في مصفوفة من البايتات. [ 3 ] : 2-89–2-91

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "Wortmaschine" (بالألمانية). مؤرشف من الأصل بتاريخ 2017-04-09 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2017-04-09 .
  2. ^ هانسن، الموارد البشرية (1986). Wirtschaftsinformatik (في المانيا). المجلد. أنا (5 طبعة). شتوتغارت، ألمانيا: غوستاف فيشر. ص. 125.   
  3. 1 2 دليل مرجعي لمعالج DECsystem-10/DECSYSTEM-20 (ملف PDF) . شركة المعدات الرقمية . يونيو 1982. AD-H391A-T1.
  4. ↑ دليل برمجة GE-625/635 (ملف PDF) . جنرال إلكتريك . يوليو 1969. الصفحات 169، 171-172 .