الحوسبة ذات 8 بت

في هندسة الحاسوب ، تُعرف الأعداد الصحيحة ذات 8 بت، أو وحدات البيانات الأخرى ، بأنها تلك التي يبلغ عرضها 8 بت (ثمانية بتات ). كما أن بنية وحدة المعالجة المركزية (CPU) ووحدة الحساب والمنطق (ALU) ذات 8 بت تعتمد على سجلات أو ناقلات بيانات بهذا الحجم. تكون عناوين الذاكرة (وبالتالي ناقلات العناوين ) لوحدات المعالجة المركزية ذات 8 بت أكبر عمومًا من 8 بت، وعادةً ما تكون 16 بت . أما الحواسيب الصغيرة ذات 8 بت فهي حواسيب صغيرة تستخدم معالجات دقيقة ذات 8 بت .

يُطلق مصطلح "8 بت" أيضًا على مجموعات الأحرف التي يمكن استخدامها على أجهزة الكمبيوتر ذات البايتات 8 بت، وأشهرها أشكال مختلفة من ASCII الموسعة ، بما في ذلك سلسلة ISO/IEC 8859 من مجموعات الأحرف الوطنية - وخاصة اللاتينية 1 للغة الإنجليزية ولغات أوروبا الغربية. 

قدّم نظام IBM System/360 ذاكرة قابلة للعنونة بالبايتات ، حيث كانت البايتات 8 بت، على عكس الذاكرة القابلة للعنونة بالبتات أو الأرقام العشرية أو الكلمات، على الرغم من أن سجلاته العامة كانت بعرض 32 بت ، وكانت العناوين موجودة في الـ 24 بت الأدنى من تلك العناوين. اختلف عرض مسار البيانات الداخلي بين طرازات System/360 المختلفة؛ فقد طبّق طراز IBM System/360 30 (1965) بنية System/360 ذات 32 بت، ولكن بعرض مسار أصلي 8 بت، وكان يُجري عمليات حسابية 32 بت بمعدل 8 بت في كل مرة. ^{[ 1 ]}

كان معالج Intel 8080 أول معالج دقيق ثماني البتات يُستخدم على نطاق واسع ، حيث استُخدم في العديد من أجهزة الكمبيوتر الخاصة بالهواة في أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات، وغالبًا ما كان يعمل بنظام التشغيل CP/M ؛ وكان يحتوي على كلمات بيانات من 8 بت وعناوين من 16 بت. كما استُخدم معالج Zilog Z80 (المتوافق مع 8080) ومعالج Motorola 6800 في أجهزة كمبيوتر مماثلة. وانتشر استخدام معالج Z80 ومعالج MOS Technology 6502 ثماني البتات على نطاق واسع في أجهزة الكمبيوتر المنزلية وأجهزة ألعاب الفيديو من الجيلين الثاني والثالث في السبعينيات والثمانينيات. وتُشكل العديد من وحدات المعالجة المركزية أو المتحكمات الدقيقة ثمانية البتات أساس الأنظمة المدمجة المنتشرة اليوم .

كانت المعالجات الدقيقة ذات 8 بت أول المعالجات الدقيقة التي استُخدمت على نطاق واسع في صناعة الحوسبة، مما شكّل نقلة نوعية من الحواسيب المركزية والحواسيب الصغيرة إلى أنظمة أصغر حجمًا وأقل تكلفة. وقد مكّن طرح معالجات 8 بت في سبعينيات القرن الماضي من إنتاج الحواسيب الشخصية، مما أدى إلى انتشار الحوسبة ووضع الأسس لمشهد الحوسبة الحديث. ^{[ 2 ]}

تم إيقاف إنتاج معالج Zilog Z80 لعام 1976 ، وهو أحد أشهر المعالجات ذات 8 بت (على الرغم من أنه يحتوي على وحدة حساب ومنطق 4 بت ، على الأقل في النسخة الأصلية)، في عام 2024 (خط إنتاجه Z84C00)، مع آخر طلبات الشراء (LTB) بحلول 14 يونيو 2024. ^{[ 3 ]}

يمكن لمسجل 8 بت تخزين 2^ ⁸ قيمة مختلفة. يعتمد نطاق القيم الصحيحة التي يمكن تخزينها في 8 بت على التمثيل العددي المستخدم. مع التمثيلين الأكثر شيوعًا، يتراوح النطاق من 0 إلى 255 (2 ^{^8} - 1) عند التمثيل كعدد ثنائي ( غير مُوَقَّع ) ، ومن -128 (-1 × 2^ ⁷ ) إلى 127 (2 ^{^7} - 1) عند التمثيل بنظام المتمم الثنائي .

تستخدم وحدات المعالجة المركزية ذات 8 بت ناقل بيانات 8 بت ، وبالتالي يمكنها الوصول إلى 8 بتات من البيانات في تعليمة واحدة . عادةً ما يكون ناقل العناوين بعرض ثماني بتات ( 16 بتًا )، وذلك لاعتبارات عملية واقتصادية. وهذا يعني مساحة عناوين مباشرة تبلغ 64 كيلوبايت (65536 بايتًا) في معظم المعالجات ذات 8 بت. ^{[ 4 ]} 

استغلت معظم أجهزة الكمبيوتر المنزلية من عصر 8 بت مساحة العناوين بشكل كامل، مثل جهاز BBC Micro (الطراز B) بذاكرة وصول عشوائي (RAM  ) سعتها 32 كيلوبايت بالإضافة إلى ذاكرة قراءة فقط (ROM) سعتها 32 كيلوبايت . بينما احتوت أجهزة أخرى، مثل جهاز Commodore 64 الشهير ، على ذاكرة وصول عشوائي (RAM) كاملة سعتها 64 كيلوبايت، بالإضافة إلى ذاكرة قراءة فقط (ROM) سعتها 20 كيلوبايت، مما يعني أنه مع نظام عنونة 16 بت، لم يكن بالإمكان استخدام كل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) افتراضيًا (على سبيل المثال، من مترجم لغة BASIC المدمج في ذاكرة القراءة فقط (ROM))؛ ^{[ 5 ]} دون استغلال تقنية تبديل البنوك ، التي تسمح بتجاوز حد 64 كيلوبايت (ذاكرة الوصول العشوائي) في بعض الأنظمة. بينما احتوت أجهزة كمبيوتر أخرى على ذاكرة وصول عشوائي (RAM) منخفضة تصل إلى 1 كيلوبايت (بالإضافة إلى 4 كيلوبايت من ذاكرة القراءة فقط (ROM))، مثل جهاز Sinclair ZX80 (بينما احتوى جهاز ZX Spectrum الشهير لاحقًا على ذاكرة أكبر)، أو حتى 128 بايت فقط من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) (بالإضافة إلى مساحة تخزين من خرطوشة ذاكرة القراءة فقط (ROM ))، كما هو الحال في جهاز ألعاب Atari 2600 القديم ، وبالتالي كان نظام عنونة 8 بت كافيًا لذاكرة الوصول العشوائي (RAM)، إن لم يكن بحاجة لتغطية ذاكرة القراءة فقط (ROM) أيضًا. يمكن لجهاز Commodore 128 ، والأنظمة الأخرى ذات 8 بت، والتي لا تزال تستخدم عناوين 16 بت، استخدام أكثر من 64 كيلوبايت، أي 128 كيلوبايت من ذاكرة الوصول العشوائي، وكذلك جهاز BBC Master الذي يمكن توسيعه إلى 512 كيلوبايت من ذاكرة الوصول العشوائي.         

بينما تتمتع وحدات المعالجة المركزية ذات 8 بت عمومًا بعناوين 16 بت، إلا أن بعض البنى المعمارية توفر كلا النوعين، كما هو الحال في وحدة المعالجة المركزية MOS Technology 6502 ، حيث تُستخدم الصفحة الصفرية على نطاق واسع، مما يوفر بايتًا واحدًا في التعليمات التي تصل إلى تلك الصفحة، بالإضافة إلى وجود تعليمات عنونة 16 بت تأخذ بايتين للعنوان بالإضافة إلى بايت واحد لرمز العملية. ^{[ 6 ]}

بعض سجلات الفهرسة ، مثل السجلين الموجودين في معالج 6502، هي سجلات 8 بت. هذا يحد من حجم المصفوفات التي يتم الوصول إليها باستخدام تعليمات العنونة المفهرسة إلى كائنات تصل إلى 256 بايت (2^ ⁸ بايت) دون الحاجة إلى تعليمات برمجية أكثر تعقيدًا. أما وحدات المعالجة المركزية الأخرى ذات 8 بت، مثل موتورولا 6800 وإنتل 8080 ، فلديها سجلات فهرسة 16 بت. "مقابلة مع ويليام مينش، 9 أكتوبر 1995" . نشأة السيليكون: تاريخ شفوي لتكنولوجيا أشباه الموصلات . مكتبات جامعة ستانفورد . تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2026 .

كان أول معالج تجاري ذو 8 بت هو معالج إنتل 8008 (1972)، والذي صُمم في الأصل لجهاز Datapoint 2200 الذكي . وقد بدأ معظم منافسي إنتل بمعالجات دقيقة من هذا النوع ذات 8 بت، والتي تركز على الأحرف. ولا تزال النسخ المُحدثة من هذه المعالجات ذات 8 بت من أكثر أنواع المعالجات شيوعًا في الأنظمة المُدمجة. ^{[ 7 ]}

تم استخدام MOS Technology 6502 ، ومتغيراتها، في أجهزة الكمبيوتر الشخصية، مثل Apple I و Apple II وأجهزة كمبيوتر Atari 8-bit و BBC Micro و PET و VIC-20 و Commodore 64 ، وفي أجهزة ألعاب الفيديو المنزلية مثل Atari 2600 و Nintendo Entertainment System .

لا تزال المعالجات ذات 8 بت تُصمَّم لأغراض تعليمية عامة حول مكونات الحاسوب ، بالإضافة إلى كونها شغفًا لدى الهواة. وقد صُمِّمَ أحد هذه المعالجات ونُفِّذَ باستخدام دوائر متكاملة من سلسلة 7400 على لوحة تجارب . ^{[ 9 ] [ 10 ]} يُعدّ تصميم المعالجات ذات 8 بت ومجمِّعاتها تمرينًا تدريبيًا شائعًا لطلاب الهندسة والمهندسين والهواة. وتُستخدم مصفوفات البوابات المنطقية القابلة للبرمجة (FPGAs) لهذا الغرض.

• كينباك-1