وورد (هندسة الحاسوب)
في مجال الحوسبة ، تُعرَّف الكلمة بأنها وحدة بيانات ثابتة الحجم، تُعامل كوحدة بيانات طبيعية أو تاريخية بواسطة مجموعة التعليمات أو مكونات المعالج . ويُعدّ عدد البتات أو الأرقام في الكلمة ( حجم الكلمة ، أو عرض الكلمة ، أو طول الكلمة ) سمةً مهمةً لأي تصميم معالج أو بنية حاسوبية محددة .
ينعكس حجم الكلمة في العديد من جوانب بنية الحاسوب وعمله؛ فمعظم سجلات المعالج عادةً ما تكون بحجم كلمة، وأكبر بيانات يمكن نقلها من وإلى ذاكرة العمل في عملية واحدة هي كلمة في العديد من البنى (وليس جميعها). أما أكبر حجم ممكن للعنوان ، المستخدم لتحديد موقع في الذاكرة، فهو عادةً كلمة عتادية (وهنا، تعني "الكلمة العتادية" الكلمة الطبيعية كاملة الحجم للمعالج، وليس أي تعريف آخر مستخدم).
تستخدم العديد من الحواسيب الأولى (وبعض الحواسيب الحديثة أيضًا) نظامًا عشريًا مُشفّرًا ثنائيًا بدلًا من النظام الثنائي العادي ، حيث يبلغ حجم الكلمة عادةً 10 أو 12 رقمًا عشريًا ، وبعض الحواسيب العشرية القديمة لا تحتوي على طول كلمة ثابت على الإطلاق. كانت الأنظمة الثنائية المبكرة تميل إلى استخدام أطوال كلمات من مضاعفات 6 بت، وكانت الكلمة ذات 36 بت شائعة بشكل خاص في الحواسيب المركزية . أدى إدخال نظام ASCII إلى الانتقال إلى أنظمة ذات أطوال كلمات من مضاعفات 8 بت، حيث شاعت الأجهزة ذات 16 بت في سبعينيات القرن العشرين قبل الانتقال إلى المعالجات الحديثة ذات 32 أو 64 بت. [ 1 ] قد تحتوي التصاميم ذات الأغراض الخاصة، مثل معالجات الإشارات الرقمية ، على أي طول كلمة من 4 إلى 80 بت. [ 1 ]
قد يختلف حجم الكلمة أحيانًا عن الحجم المتوقع بسبب التوافق مع الإصدارات السابقة من الحواسيب. إذا كانت عدة إصدارات متوافقة أو عائلة من المعالجات تشترك في بنية مشتركة ومجموعة تعليمات واحدة، ولكنها تختلف في أحجام الكلمات، فقد تصبح وثائقها وبرامجها معقدة من حيث الترميز لاستيعاب هذا الاختلاف (انظر عائلات الأحجام أدناه).
استخدامات الكلمات
بحسب كيفية تنظيم جهاز الكمبيوتر، يمكن استخدام وحدات حجم الكلمة للأغراض التالية:
- الأعداد ذات الفاصلة الثابتة
- تتوفر حوامل القيم العددية ذات الفاصلة الثابتة ، وعادةً ما تكون أعدادًا صحيحة ، بحجم واحد أو عدة أحجام مختلفة، ولكن أحد الأحجام المتاحة سيكون دائمًا تقريبًا هو حجم الكلمة. أما الأحجام الأخرى، إن وجدت، فمن المرجح أن تكون مضاعفات أو كسورًا من حجم الكلمة. تُستخدم الأحجام الأصغر عادةً فقط لتحسين استخدام الذاكرة؛ فعند تحميل قيمها في المعالج، تُخزَّن عادةً في حامل أكبر، بحجم كلمة على الأقل.
- الأرقام العشرية
- عادةً ما تكون حاويات القيم العددية ذات الفاصلة العائمة إما كلمة أو مضاعفًا لكلمة.
- العناوين
- يجب أن تكون حوامل عناوين الذاكرة بحجم قادر على التعبير عن النطاق المطلوب من القيم ولكن ليس كبيرًا بشكل مفرط، لذلك غالبًا ما يكون الحجم المستخدم هو حجم الكلمة على الرغم من أنه يمكن أن يكون أيضًا مضاعفًا أو جزءًا من حجم الكلمة.
- السجلات
- تُصمَّم سجلات المعالج بحجم مناسب لنوع البيانات التي تخزنها، مثل الأعداد الصحيحة، أو الأعداد العشرية، أو العناوين. وتستخدم العديد من بنى الحاسوب سجلات للأغراض العامة قادرة على تخزين البيانات بأشكال متعددة.
- نقل البيانات بين الذاكرة والمعالج
- عندما يقرأ المعالج من نظام الذاكرة الفرعي إلى مسجل أو يكتب قيمة مسجل إلى الذاكرة، غالبًا ما تكون كمية البيانات المنقولة كلمة. تاريخيًا، كانت هذه الكمية من البتات التي يمكن نقلها في دورة واحدة تُسمى أيضًا سلسلة بتات في بعض البيئات (مثل Bull Gamma 60 ). [ 2 ] [ 3 ] في أنظمة الذاكرة الفرعية البسيطة، تُنقل الكلمة عبر ناقل بيانات الذاكرة ، والذي يكون عرضه عادةً كلمة أو نصف كلمة. في أنظمة الذاكرة الفرعية التي تستخدم ذاكرة التخزين المؤقت ، يكون النقل بحجم الكلمة هو النقل بين المعالج والمستوى الأول من ذاكرة التخزين المؤقت؛ أما في المستويات الأدنى من التسلسل الهرمي للذاكرة ، فتُستخدم عادةً عمليات نقل أكبر (وهي من مضاعفات حجم الكلمة).
- حل وحدة العنوان
- في بنية معينة، تشير قيم العناوين المتتالية دائمًا تقريبًا إلى وحدات ذاكرة متتالية ؛ وهذه الوحدة هي وحدة تحديد العنوان. في معظم الحواسيب، تكون الوحدة إما حرفًا (مثل بايت) أو كلمة. (استخدمت بعض الحواسيب تحديد البتات). إذا كانت الوحدة كلمة، فيمكن الوصول إلى مساحة أكبر من الذاكرة باستخدام عنوان بحجم معين، ولكن ذلك يتطلب تعقيدًا إضافيًا للوصول إلى الأحرف الفردية. أما إذا كانت الوحدة بايتًا، فيمكن تحديد الأحرف الفردية (أي اختيارها أثناء عملية الذاكرة).
- تعليمات
- عادةً ما تكون تعليمات الآلة بحجم كلمة المعالج أو جزء منها، كما هو الحال في معالجات RISC ، أو مضاعفًا لحجم "char" الذي يمثل جزءًا منه. وهذا خيار طبيعي لأن التعليمات والبيانات تشترك عادةً في نفس نظام الذاكرة الفرعي. في معالجات هارفارد، لا يلزم أن تكون أحجام كلمات التعليمات والبيانات مرتبطة، حيث تُخزن التعليمات والبيانات في ذاكرات منفصلة؛ على سبيل المثال، يحتوي المعالج في مقسم الهاتف الإلكتروني 1ESS على كلمات تعليمات بحجم 37 بت وكلمات بيانات بحجم 23 بت.
اختيار حجم الكلمة
عند تصميم بنية حاسوبية، يُعد اختيار حجم الكلمة ذا أهمية بالغة. توجد اعتبارات تصميمية تُشجع على استخدام أحجام محددة لمجموعات البتات لأغراض معينة (مثل العناوين)، وتشير هذه الاعتبارات إلى أحجام مختلفة لاستخدامات مختلفة. مع ذلك، تدفع اعتبارات الاقتصاد في التصميم بقوة نحو استخدام حجم واحد، أو عدد قليل جدًا من الأحجام المرتبطة بمضاعفات أو كسور (أجزاء) لحجم أساسي. يصبح هذا الحجم المُفضل هو حجم الكلمة في البنية.
كان حجم الحرف في الماضي (قبل ترميز الأحرف ذي الأحجام المتغيرة ) أحد العوامل المؤثرة على دقة وحدة العنوان واختيار حجم الكلمة. قبل منتصف الستينيات، كانت الأحرف تُخزن غالبًا في ستة بتات؛ مما لم يسمح بأكثر من 64 حرفًا، وبالتالي اقتصرت الأبجدية على الأحرف الكبيرة. ولأن حجم الكلمة يكون مضاعفًا لحجم الحرف، وهو ما يوفر الوقت والمساحة، فقد كانت أحجام الكلمات في تلك الفترة عادةً من مضاعفات 6 بتات (في الأنظمة الثنائية). وكان الخيار الشائع آنذاك هو الكلمة ذات 36 بت ، وهو حجم مناسب أيضًا للخصائص العددية لتنسيق الفاصلة العائمة.
بعد طرح تصميم IBM System/360 ، الذي يستخدم أحرفًا من ثمانية بتات ويدعم الأحرف الصغيرة، أصبح الحجم القياسي للحرف (أو بدقة أكبر، البايت ) ثمانية بتات. وبالتالي، فإن أحجام الكلمات هي مضاعفات ثمانية بتات، حيث يشيع استخدام 16 و32 و64 بتًا.
بنى الكلمات المتغيرة
تضمنت التصاميم المبكرة للآلات بعضًا مما يُعرف غالبًا بطول الكلمة المتغير . في هذا النوع من التنظيم، لا يمتلك المعامل طولًا ثابتًا. اعتمادًا على الآلة والتعليمات، قد يُشار إلى الطول بحقل عد، أو بحرف فاصل، أو ببت إضافي يُسمى، على سبيل المثال، علامة أو رمز كلمة . غالبًا ما تستخدم هذه الآلات نظامًا عشريًا مُشفّرًا ثنائيًا في خانات من 4 بتات، أو في أحرف من 6 بتات، للأرقام. تشمل هذه الفئة من الآلات IBM 702 و IBM 705 و IBM 7080 و IBM 7010 وسلسلة IBM 1400 و IBM 1620 و RCA 301 و RCA 3301 و UNIVAC 1050 .
تعمل معظم هذه الأجهزة على وحدة ذاكرة واحدة في كل مرة، ونظرًا لأن كل تعليمة أو معلومة تتكون من عدة وحدات، فإن كل تعليمة تستغرق عدة دورات للوصول إلى الذاكرة. ولهذا السبب، غالبًا ما تكون هذه الأجهزة بطيئة جدًا. على سبيل المثال، يستغرق جلب التعليمات في جهاز IBM 1620 Model I ثماني دورات (160 ميكروثانية) لقراءة الأرقام الاثني عشر للتعليمة فقط (في Model II، انخفض هذا الوقت إلى ست دورات، أو أربع دورات إذا لم تكن التعليمة بحاجة إلى كلا حقلي العنوان). ويستغرق تنفيذ التعليمات عددًا متغيرًا من الدورات، اعتمادًا على حجم المعاملات.
عنونة الكلمات والبتات والبايتات
يتأثر نموذج الذاكرة في أي بنية بشكل كبير بحجم الكلمة. وعلى وجه الخصوص، غالبًا ما تُختار الكلمة كوحدة قياس لدقة عنوان الذاكرة، أي أصغر وحدة يمكن تحديدها بواسطة عنوان. في هذا النهج، المعروف بنهج الآلة ذات العنونة اللفظية ، تُشير قيم العناوين التي تختلف بمقدار واحد إلى كلمات ذاكرة متجاورة. يُعد هذا النهج طبيعيًا في الآلات التي تتعامل دائمًا تقريبًا مع وحدات الكلمات (أو وحدات متعددة الكلمات)، وله ميزة السماح للتعليمات باستخدام حقول صغيرة الحجم لاحتواء العناوين، مما يُتيح حجمًا أصغر للتعليمات أو تنوعًا أكبر فيها.
عندما تشكل معالجة البايت جزءًا كبيرًا من عبء العمل، يكون من الأفضل عادةً استخدام البايت ، بدلاً من الكلمة، كوحدة لتحديد العناوين. تشير قيم العناوين التي تختلف بمقدار واحد إلى بايتات متجاورة في الذاكرة. يتيح ذلك الوصول المباشر إلى أي حرف ضمن سلسلة نصية. يمكن أيضًا الوصول إلى الكلمة، ولكن يتطلب العنوان المستخدم عددًا أكبر من البتات مقارنةً بحل الكلمة. يجب أن يكون حجم الكلمة مضاعفًا صحيحًا لحجم الحرف في هذا النظام. استُخدم هذا الأسلوب في جهاز IBM 360، وهو الأسلوب الأكثر شيوعًا في الأجهزة المصممة منذ ذلك الحين.
عندما يتضمن عبء العمل معالجة حقول بأحجام مختلفة، قد يكون من المفيد استخدام العنونة على مستوى البت. قد تحتوي الأجهزة التي تستخدم العنونة على مستوى البت على بعض التعليمات التي تستخدم حجم بايت مُحدد من قِبل المبرمج، وتعليمات أخرى تعمل على أحجام بيانات ثابتة. على سبيل المثال، في جهاز IBM 7030 [ 4 ] ("Stretch")، لا يمكن لتعليمات الفاصلة العائمة عنونة سوى الكلمات، بينما يمكن لتعليمات حساب الأعداد الصحيحة تحديد طول حقل يتراوح بين 1 و64 بت، وحجم بايت يتراوح بين 1 و8 بت، وإزاحة للمراكم تتراوح بين 0 و127 بت.
في جهاز قابل للعنونة بالبايتات مع تعليمات التخزين إلى التخزين (SS)، توجد عادةً تعليمات نقل لنسخ بايت واحد أو عدة بايتات من موقع عشوائي إلى آخر. أما في جهاز موجه بالبايتات ( قابل للعنونة بالبايتات ) بدون تعليمات SS، فإن نقل بايت واحد من موقع عشوائي إلى آخر يكون عادةً كالتالي:
- قم بتحميل بايت المصدر
- قم بتخزين النتيجة مرة أخرى في البايت المستهدف
يمكن الوصول إلى البايتات الفردية على جهاز ذي بنية كلماتية بإحدى طريقتين. يمكن معالجة البايتات من خلال دمج عمليات الإزاحة والقناع في المسجلات. قد يتطلب نقل بايت واحد من موقع عشوائي إلى آخر ما يعادل ما يلي:
- قم بتحميل الكلمة التي تحتوي على بايت المصدر
- قم بإزاحة الكلمة المصدرية لمحاذاة البايت المطلوب مع الموضع الصحيح في الكلمة الهدف.
- وأخيرًا، الكلمة المصدرية مع قناع لتصفير جميع الأجزاء باستثناء الأجزاء المطلوبة.
- قم بتحميل الكلمة التي تحتوي على البايت المستهدف
- AND الكلمة المستهدفة مع قناع لتصفير البايت المستهدف
- أو السجلات التي تحتوي على الكلمات المصدر والهدف لإدراج بايت المصدر
- قم بتخزين النتيجة مرة أخرى في الموقع المستهدف
بدلاً من ذلك، تُنفّذ العديد من الآلات التي تعمل بنظام الكلمات عمليات البايت باستخدام تعليمات تعتمد على مؤشرات بايت خاصة في المسجلات أو الذاكرة. على سبيل المثال، احتوى مؤشر البايت في جهاز PDP-10 على حجم البايت بالبتات (مما يسمح بالوصول إلى بايتات بأحجام مختلفة)، وموقع البايت داخل الكلمة، وعنوان الكلمة للبيانات. ويمكن للتعليمات تعديل المؤشر تلقائيًا إلى البايت التالي، على سبيل المثال، في عمليات التحميل والإيداع (التخزين).
قوى العدد اثنين
تُستخدم سعات ذاكرة مختلفة لتخزين قيم البيانات بدرجات متفاوتة من الدقة. عادةً ما تكون الأحجام الشائعة الاستخدام من مضاعفات العدد اثنين لوحدة معالجة العناوين (بايت أو كلمة). وبالتالي، فإن تحويل فهرس عنصر في مصفوفة إلى إزاحة عنوان الذاكرة لهذا العنصر لا يتطلب سوى عملية إزاحة بدلاً من الضرب. في بعض الحالات، يمكن لهذه العلاقة أيضًا تجنب استخدام عمليات القسمة. ونتيجةً لذلك، فإن معظم تصميمات الحواسيب الحديثة تحتوي على أحجام كلمات (وأحجام معاملات أخرى) من مضاعفات العدد اثنين لحجم البايت.
تُشير وثائق الحواسيب القديمة ذات حجم الكلمة الثابت عادةً إلى أحجام الذاكرة بالكلمات بدلاً من البايتات أو الأحرف. وتستخدم هذه الوثائق أحيانًا البادئات المترية بشكل صحيح، وأحيانًا مع التقريب، مثلاً، 65 كيلو كلمة (kW) تعني 65536 كلمة، وأحيانًا تستخدمها بشكل خاطئ، حيث تعني كيلو كلمة (kW) 1024 كلمة (2^ 10 ) وميغا كلمة (MW) تعني 1,048,576 كلمة (2^ 20 ). ومع توحيد استخدام البايتات ذات 8 بت وعنونة البايت، أصبح التعبير عن أحجام الذاكرة بالبايتات والكيلوبايتات والميغابايتات بمضاعفات 1024 بدلاً من 1000 هو المعيار، على الرغم من وجود بعض استخدامات البادئات الثنائية IEC .
حجم العائلات
مع ازدياد تعقيد تصميمات الحواسيب، تضاءلت الأهمية المحورية لحجم كلمة واحد في بنية النظام. ورغم أن الأجهزة الأكثر تطورًا قادرة على استخدام نطاق أوسع من أحجام البيانات، إلا أن قوى السوق تُمارس ضغوطًا للحفاظ على التوافق مع الإصدارات السابقة بالتزامن مع توسيع قدرات المعالج. ونتيجةً لذلك، فإن ما كان يُعتبر حجم الكلمة المحوري في تصميم جديد، يجب أن يتعايش كحجم بديل لحجم الكلمة الأصلي في تصميم متوافق مع الإصدارات السابقة. ويبقى حجم الكلمة الأصلي متاحًا في التصميمات المستقبلية، مُشكلاً أساسًا لمجموعة أحجام البيانات.
في منتصف سبعينيات القرن العشرين، صممت شركة DEC جهاز VAX ليكون خليفةً لجهاز PDP-11 ذي الـ 16 بت، بمعالج 32 بت . استخدمت الشركة مصطلح "كلمة" للإشارة إلى كمية 16 بت، بينما يشير مصطلح "كلمة طويلة" إلى كمية 32 بت؛ وهذا المصطلح هو نفسه المستخدم في جهاز PDP-11. يختلف هذا عن الأجهزة السابقة، حيث كانت وحدة عنونة الذاكرة تُسمى " كلمة" ، بينما تُسمى الكمية التي تُعادل نصف كلمة " نصف كلمة" . وبناءً على هذا النظام، فإن " الكلمة الرباعية" في جهاز VAX تُعادل 64 بت. واستمرت الشركة في استخدام هذا المصطلح (كلمة 16 بت/كلمة طويلة 32 بت/كلمة رباعية 64 بت) مع جهاز Alpha ذي الـ 64 بت .
مثال آخر هو عائلة معالجات x86 ، التي صدرت منها معالجات بثلاثة أطوال مختلفة للكلمة (16 بت، ثم 32 بت و64 بت لاحقًا)، بينما لا تزال كلمة "كلمة" تشير إلى كمية 16 بت. ونظرًا لأن البرامج تُنقل بشكل روتيني من طول كلمة إلى آخر، فإن بعض واجهات برمجة التطبيقات والوثائق تُعرّف أو تُشير إلى طول كلمة أقدم (وبالتالي أقصر) من طول الكلمة الكامل على وحدة المعالجة المركزية التي قد تُجمّع البرامج من أجلها. كذلك، على غرار استخدام البايتات للأعداد الصغيرة في العديد من البرامج، قد تُستخدم كلمة أقصر (16 أو 32 بت) في سياقات لا تتطلب نطاق كلمة أوسع (خاصةً عندما يُمكن أن يُوفر ذلك مساحة كبيرة في مكدس الذاكرة أو ذاكرة التخزين المؤقت). على سبيل المثال، تُبقي واجهة برمجة تطبيقات ويندوز من مايكروسوفت تعريف لغة البرمجة لكلمة "كلمة" على أنها 16 بت، على الرغم من إمكانية استخدام واجهة برمجة التطبيقات على معالج x86 ذي 32 أو 64 بت، حيث يكون حجم الكلمة القياسي 32 أو 64 بت على التوالي. تُشير هياكل البيانات التي تحتوي على كلمات بأحجام مختلفة إلى هذه الكلمات على النحو التالي:
- كلمة (16 بت/2 بايت)
- DWORD (32 بت/4 بايت)
- كلمة رباعية (64 بت/8 بايت)
وقد ظهرت ظاهرة مماثلة في لغة التجميع x86 من Intel - بسبب دعم الأحجام المختلفة (والتوافق مع الإصدارات السابقة) في مجموعة التعليمات، تحمل بعض رموز التعليمات معرفات "d" أو "q" تشير إلى "double-" أو "quad-" أو "double-quad-"، والتي تكون من حيث حجم الكلمة الأصلي 16 بت للبنية.
من الأمثلة على ذلك عائلة أنظمة IBM System/360 التي تستخدم أحجام كلمات مختلفة . ففي بنية System/360 وبنية System /370 وبنية System/390 ، توجد بايتات 8 بت، وأنصاف كلمات 16 بت ، وكلمات 32 بت، وكلمات مزدوجة 64 بت . أما بنية z/Architecture ، وهي البنية 64 بت من هذه العائلة، فتستمر في استخدام أنصاف كلمات 16 بت، وكلمات 32 بت ، وكلمات مزدوجة 64 بت ، بالإضافة إلى توفيرها كلمات رباعية 128 بت .
بشكل عام، يجب أن تستخدم المعالجات الجديدة نفس أطوال كلمات البيانات وعرض العناوين الافتراضية التي يستخدمها المعالج القديم لتحقيق التوافق الثنائي مع ذلك المعالج القديم.
غالباً ما يمكن إعادة تجميع التعليمات البرمجية المصدرية المكتوبة بعناية - مع مراعاة توافق التعليمات البرمجية المصدرية وقابلية نقل البرامج - لتشغيلها على مجموعة متنوعة من المعالجات، حتى تلك التي تحتوي على أطوال كلمات بيانات مختلفة أو عروض عناوين مختلفة أو كليهما.
جدول أحجام الكلمات
| المفتاح: بت: بتات ، ج : أحرف، د: أرقام عشرية ، و : حجم الكلمة للبنية، ن : حجم متغير، و م: علامة الكلمة [ 5 ] [ 6 ] | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| سنة | هندسة الحاسوب | حجم الكلمة w | أحجام الأعداد الصحيحة | أحجام الفاصلة العائمة | أحجام التعليمات | حل وحدة العنوان | مؤسسة خيرية |
| 1837 | محرك باباج التحليلي | 50 يومًا | w | — | تم استخدام خمس بطاقات مختلفة لأغراض مختلفة، ولم يتم معرفة الحجم الدقيق للبطاقات. | w | — |
| 1941 | زوس زد 3 | 22 بت | — | w | 8 بت | w | — |
| 1942 | ABC | 50 بت | w | — | — | — | — |
| 1944 | هارفارد مارك 1 | 23 د | w | — | 24 بت | — | — |
| 1946 (1948) {1953} | ENIAC (مع اللوحة رقم 16 [ 7 ] ) { مع اللوحة رقم 26 [ 8 ] } | 10 أيام | w , 2 w (w) {w} | — | — (2 د ،4 د ،6 د ،8 د ) {2 د ،4 د ،6 د ،8 د } | — — {w} | — |
| 1948 | مانشستر بيبي | 32 بت | w | — | w | w | — |
| 1951 | يونيفاك 1 | 12 يومًا | w | — | نصف واط | w | 1 يوم |
| 1952 | جهاز IAS | 40 بت | w | — | نصف واط | w | 5 بت |
| 1952 | الحاسوب الرقمي العالمي السريع M-2 | 34 بت | ماذا؟ | w | 34 بت = رمز عملية مكون من 4 بت بالإضافة إلى عنوان مكون من 3 × 10 بت | 10 بت | — |
| 1952 | آي بي إم 701 | 36 بت | نصف وزن ، وزن | — | نصف واط | نصف وزن ، وزن | 6 بت |
| 1952 | يونيفاك 60 | اختصار الثاني | 1 د ، ...10 أيام | — | — | — | 2 د ،3 د |
| 1952 | ARRA I | 30 بت | w | — | w | w | 5 بت |
| 1953 | آي بي إم 702 | ن ج | 0 درجة مئوية، ... 511 درجة مئوية | — | 5 ج | ج | 6 بت |
| 1953 | يونيفاك 120 | اختصار الثاني | 1 د ، ...10 أيام | — | — | — | 2 د ،3 د |
| 1953 | ARRA II | 30 بت | w | 2 واط | نصف واط | w | 5 بت |
| 1954 (1955) | IBM 650 (مع IBM 653 ) | 10 أيام | w | — (w) | w | w | 2 د |
| 1954 | IBM 704 / IBM 709 / IBM 7090 | 36 بت | w | w | w | w | 6 بت |
| 1954 | آي بي إم 705 | ن ج | 0 درجة مئوية، ... 255 درجة مئوية | — | 5 ج | ج | 6 بت |
| 1954 | مركز أبحاث آي بي إم نورك | 16 د | w | w ، 2 w | w | w | — |
| 1956 | آي بي إم 305 | اختصار الثاني | 1 د ، ...100 يوم | — | 10 أيام | د | 1 يوم |
| 1956 | أرماك | 34 بت | w | w | نصف واط | w | 5 بت ،6 بت |
| 1956 | LGP-30 | 31 بت | w | — | 16 بت | w | 6 بت |
| 1958 | يونيفاك 2 | 12 يومًا | w | — | نصف واط | w | 1 يوم |
| 1958 | حكيم | 32 بت | نصف واط | — | w | w | 6 بت |
| 1958 | إعادة تركيب أوتونيتكس II | 40 بت | w ,79 بت ،8 أيام ،15 يومًا | 2 واط | نصف واط | نصف وزن ، وزن | 5 بت |
| 1958 | حمار وحشي | 33 بت | w ,65 بت | 2 واط | w | w | 5 بت |
| 1958 | سيتون | 6 تريت (~9.5 بت ) [ ج ] | حتى6 ترايت | حتى3 ترايتس | 4 تريت ؟ | ||
| 1958 | إلكترولوجيكا إكس 1 | 27 بت | w | 2 واط | w | w | 5 بت ،6 بت |
| 1959 | آي بي إم 1401 | ن ج | 1 ج، ... | — | 1 ج، 2 ج، 4 ج، 5 ج، 7 ج، 8 ج | ج | 6 بت + wm |
| 1959 (لم يُحدد بعد) | آي بي إم 1620 | اختصار الثاني | 2 د ، ... | — (4 د ، ...102 د ) | 12 يومًا | د | 2 د |
| 1960 | مركز أبحاث الطيران | 12 يومًا | w ، 2 w | w ، 2 w | w | w | 2 د |
| 1960 | مركز السيطرة على الأمراض 1604 | 48 بت | w | w | نصف واط | w | 6 بت |
| 1960 | آي بي إم 1410 | ن ج | 1 ج، ... | — | 1 ج، 2 ج، 6 ج، 7 ج، 11 ج، 12 ج | ج | 6 بت + wm |
| 1960 | آي بي إم 7070 | 10 د [ د ] | w , 1-9 د | w | w | w , d | 2 د |
| 1960 | PDP-1 | 18 بت | w | — | w | w | 6 بت |
| 1960 | إليوت 803 | 39 بت | |||||
| 1961 | IBM 7030 (Stretch) | 64 بت | بت واحد ، ...64 بت ،1 د ، ...16 د | w | نصف وزن ، وزن | بت (عدد صحيح)، 1 ⁄2 w (فرع)، w (عدد عشري) | بت واحد ، ...8 بت |
| 1961 | آي بي إم 7080 | ن ج | 0 درجة مئوية، ... 255 درجة مئوية | — | 5 ج | ج | 6 بت |
| 1962 | GE-6xx | 36 بت | w ، 2 w | w ، 2 w ،80 بت | w | w | 6 بت ،9 بت |
| 1962 | يونيفاك 3 | 25 بت | w ، 2 w ، 3 w ، 4 w ،6 د ،12 يومًا | — | w | w | 6 بت |
| 1962 | حاسوب توجيه أوتونيتكس دي-17 بي مينيوتمان 1 | 27 بت | 11 بت ،24 بت | — | 24 بت | w | — |
| 1962 | يونيفاك 1107 | 36 بت | 1 ⁄ 6 واط ، 1 ⁄ 3 واط ، 1 ⁄ 2 واط ، ث | w | w | w | 6 بت |
| 1962 | آي بي إم 7010 | ن ج | 1 ج، ... | — | 1 ج، 2 ج، 6 ج، 7 ج، 11 ج، 12 ج | ج | 6 ب + و م |
| 1962 | IBM 7094 / IBM 7040 / IBM 7044 | 36 بت | w | w ، 2 w | w | w | 6 بت |
| 1962 | سلسلة SDS 9 | 24 بت | w | 2 واط | w | w | |
| 1963 (1966) | حاسوب توجيه أبولو | 15 بت | w | — | w ، 2 w | w | — |
| 1963 | حاسوب رقمي لمركبة إطلاق ساتورن | 26 بت | w | — | 13 بت | w | — |
| 1964/ 1966 | PDP-6 / PDP-10 | 36 بت | w | w ، 2 w | w | w | 6 بت7 بت (نموذجي)9 بت |
| 1964 | تيتان | 48 بت | w | w | w | w | w |
| 1964 | مركز السيطرة على الأمراض 6600 | 60 بت | w | w | ربع عرض ، نصف عرض | w | 6 بت |
| 1964 | حاسوب التوجيه D-37C مينيوتمان 2 من شركة أوتونيتكس | 27 بت | 11 بت ،24 بت | — | 24 بت | w | 4 بت ،5 بت |
| 1965 | حاسوب توجيه جيميني | 39 بت | 26 بت | — | 13 بت | 13 بت ، 26 | -قليل |
| 1965 | آي بي إم 1130 | 16 بت | w ، 2w | 2 واط ، 3 واط | w ، 2w | w | 8 بت |
| 1965 | نظام IBM/360 | 32 بت | نصف وزن ، وزن ،1 د ، ...16 د | w ، 2 w | نصف وزن ، وزن ، وزن ونصف وزن | 8 بت | 8 بت |
| 1965 | UNIVAC 1108 والإصدارات اللاحقة | 36 بت | 1 ⁄ 6 واط ، 1 ⁄ 4 واط ، 1 ⁄ 3 واط ، 1 ⁄ 2 واط ، واط ، 2 واط | w ، 2 w | w | w | 6 بت ،9 بت |
| 1965 | PDP-8 | 12 بت | w | — | w | w | 8 بت |
| 1965 | إلكترولوجيكا X8 | 27 بت | w | 2 واط | w | w | 6 بت ،7 بت |
| 1966 | SDS Sigma 7 | 32 بت | نصف وزن ، وزن | w ، 2 w | w | 8 بت | 8 بت |
| 1969 | بيانات عامة NOVA | 16 بت | w | 2 واط ، 4 واط | w | w | w |
| 1969 | أنظمة رباعية الطور AL1 | 8 بت | w | — | 6 بت | لا يوجد عنوان | ؟ |
| 1970 | MP944 | 20 بت | w | — | ؟ | ؟ | ؟ |
| 1970 | PDP-11 | 16 بت | w | 2 واط ، 4 واط | w ، 2 w ، 3 w | 8 بت | 8 بت |
| 1971 | نظام رباعي الأطوار IV/70 (يستخدم خليفة AL1 ) | 24 بت | w | 2 واط | w | w | 8 بت |
| 1971 | سي دي سي ستار-100 | 64 بت | نصف وزن ، وزن | نصف وزن ، وزن | نصف وزن ، وزن | قليل | 8 بت |
| 1971 | TMS1802NC | 4 بت | w | — | ؟ | ؟ | — |
| 1971 | إنتل 4004 | 4 بت | w , d | — | 2 واط ، 4 واط | w | — |
| 1972 | إنتل 8008 | 8 بت | w | — | w ، 2 w ، 3 w | w | 8 بت |
| 1972 | كالكومب 900 | 9 بت | w | — | w ، 2 w | w | 8 بت |
| 1973 | IMP-16 | 16 بت | w | — | w , 2 w [ e ] | w | 8 بت [ f ] |
| 1974 | إنتل 8080 | 8 بت | w ، 2 w ،2 د | — | w ، 2 w ، 3 w | w | 8 بت |
| 1975 | إلياك الرابع | 64 بت | w | w ، 1 ⁄2 w | w | w | — |
| 1975 | موتورولا 6800 | 8 بت | w ,2 د | — | w ، 2 w ، 3 w | w | 8 بت |
| 1975 | تقنية MOS 6501 / 6502 | 8 بت | w ,2 د | — | w ، 2 w ، 3 w | w | 8 بت |
| 1976 | كراي-1 | 64 بت | 24 بت ، w | w | ربع عرض ، نصف عرض | w | 8 بت |
| 1976 | زيلوج زد 80 | 8 بت | w ، 2 w ،2 د | — | w ، 2 w ، 3 w ، 4 w | w | 8 بت |
| 1976 | Signetics 8X300 | 8 بت | w | — | 16 بت | w | 1-8 بت |
| 1978 (1980) | 16 بت x86 ( إنتل 8086 ) (مع الفاصلة العائمة: إنتل 8087 ) | 16 بت | نصف وزن ، وزن ،2 د | — (2 w ، 4 w ، 5 w ،17 د ) | نصف وزن ، وزن ، ... 7 وزن | 8 بت | 8 بت |
| 1978 | فاكس | 32 بت | ربع عرض ، نصف عرض ، عرض ،1 د ، ...31 يومًا ، بت واحد ، ...32 بت | w ، 2 w | ¼ عرض ، ... 14 ¼ عرض | 8 بت | 8 بت |
| 1979 (1984) | سلسلة موتورولا 68000 (مع الفاصلة العائمة) | 32 بت | ربع عرض ، نصف عرض ، عرض ،2 د | — ( w , 2 w , 2 1 ⁄2 w ) | 1 ⁄ 2 ث ، ث ، ... 7 1 ⁄ 2 ث | 8 بت | 8 بت |
| 1981 | إنتل iAPX 432 | 32 بت | ربع عرض ، نصف عرض ، عرض | w ، 2 w ، 2 1/2 w | 6-321 بت | 8 بت | 8 بت |
| 1985 | IA-32 ( Intel 80386 ) (مع الفاصلة العائمة) | 32 بت | ربع عرض ، نصف عرض ، عرض | — ( w , 2 w ,80 بت | 8 بت ، ...120 بت 1/4 واط ... 3 3/4 واط | 8 بت | 8 بت |
| 1985 | ARMv1 | 32 بت | 1/4 w , w | — | w | 8 بت | 8 بت |
| 1985 | نظام MIPS I | 32 بت | ربع عرض ، نصف عرض ، عرض | w ، 2 w | w | 8 بت | 8 بت |
| 1991 | كراي سي 90 | 64 بت | 32 بت ، w | w | ربع عرض ، نصف عرض ،48 بت | w | 8 بت |
| 1992 | ألفا | 64 بت | 8 بت ، 1/4 عرض ، 1/2 عرض ، عرض | نصف وزن ، وزن | نصف واط | 8 بت | 8 بت |
| 1992 | باور بي سي | 32 بت | ربع عرض ، نصف عرض ، عرض | w ، 2 w | w | 8 بت | 8 بت |
| 1996 | ARMv4 (مع Thumb ) | 32 بت | ربع عرض ، نصف عرض ، عرض | — | w ( 1 ⁄ 2 w , w ) | 8 بت | 8 بت |
| 2000 | بنية IBM z | 64 بت [ g ] | 8 بت ، 1/4 عرض ، 1/2 عرض ، عرض1 د ، ...31 د | نصف وزن ، وزن ، وزنان | 1 ⁄ 4 واط ، 1 ⁄ 2 واط ، 3 ⁄ 4 واط | 8 بت | 8 بت ، UTF-16 ، UTF-32 |
| 2001 | IA-64 | 64 بت | 8 بت ، 1/4 عرض ، 1/2 عرض ، عرض | نصف وزن ، وزن | 41 بت (في حزم 128 بت) [ 9 ] | 8 بت | 8 بت |
| 2001 | ARMv6 (مع VFP) | 32 بت | 8 بت ، 1/2 w ، w | — (w, 2w) | نصف وزن ، وزن | 8 بت | 8 بت |
| 2003 | x86-64 | 64 بت | 8 بت ، 1/4 عرض ، 1/2 عرض ، عرض | نصف وزن ، وزن ،80 بت | 8 بت ، ...120 بت | 8 بت | 8 بت |
| 2013 | AArch64 | 64 بت | 8 بت ، 1/4 عرض ، 1/2 عرض ، عرض | نصف وزن ، وزن | نصف واط | 8 بت | 8 بت |
| سنة | هندسة الحاسوب | حجم الكلمة w | أحجام الأعداد الصحيحة | أحجام الفاصلة العائمة | أحجام التعليمات | حل وحدة العنوان | مؤسسة خيرية |
| المفتاح: بت: بتات ، ج : أحرف، د: أرقام عشرية ، ع : حجم الكلمة في البنية، ن : حجم متغير، و م: علامة الكلمة | |||||||
انظر أيضاً
- المقطع اللفظي – حجم البيانات الخاص بالمنصة المستخدم في بعض الأجهزة الرقمية القديمة
ملحوظات
- ↑ كانت العديد من أجهزة الكمبيوتر المبكرة تعمل بنظام العد العشري ، وكان عدد قليل منها يعمل بنظام العد الثلاثي
- ↑ يقوم جهاز UNIVAC 1005 بمعالجة النواة باستخدام رموز Gray ذات 5 بتللصف والعمود.
- ↑ يتم حساب المكافئ البتّي بأخذ مقدار إنتروبيا المعلومات التي يوفرها التريت، وهووهذا يعطي ما يعادل حوالي 9.51 بت s لـ 6 ثلاثيات.
- ↑ علامة الولايات الثلاث
- ↑ يدعم IMP-16 تعليمات الكلمتين فقط في حالة تثبيت مجموعة التعليمات الموسعة CROM II.
- ↑ لا يدعم معالج IMP-16 مجموعة التعليمات الأساسية. لا يدعم المعالج كتابة البيانات بحجم بايت إلا في حال تثبيت مجموعة التعليمات الموسعة CROM II. حتى مع تثبيت CROM II، لا يدعم المعالج كتابة البيانات بحجم بايت.
- ↑ على الرغم من أن بنية z/Architecture هي بنية 64 بت بطبيعتها، إلا أن مصطلح "كلمة" لا يزال يشير إلى كمية 32 بت. ومع ذلك، في هذا الجدول، تُعامل الأحجام كما لو كانت كلمة64 بت s.
مراجع
- 1 2 بيبي، نيلسون إتش إف (22-08-2017). "الفصل الأول: الحساب الصحيح". دليل حساب الدوال الرياضية - البرمجة باستخدام مكتبة برامج MathCW المحمولة ( الطبعة الأولى). سولت ليك سيتي، يوتا، الولايات المتحدة الأمريكية: سبرينغر إنترناشونال بابليشينج إيه جي . ص 970. doi : 10.1007/978-3-319-64110-2 . ISBN 978-3-319-64109-6. LCCN 2017947446 . S2CID 30244721 .
- ↑ دريفوس، فيليب (8 مايو 1958) [6 مايو 1958]. كُتب في لوس أنجلوس، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية. تصميم نظام جاما 60 (ملف PDF) . المؤتمر المشترك الغربي للحاسوب : التباينات في الحواسيب. جمعية آلات الحوسبة، نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية. الصفحات 130-133 . IRE-ACM-AIEE '58 (الغربي). مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 3 أبريل 2017. تم الاسترجاع في 3 أبريل 2017.
[...] يُستخدم رمز البيانات الداخلي: تُشفّر البيانات الكمية (الرقمية) برمز عشري من 4 بتات؛ وتُشفّر البيانات النوعية (الأبجدية الرقمية) برمز أبجدي رقمي من 6 بتات. يعني
رمز التعليمات
الداخلي أن التعليمات مُشفّرة برمز ثنائي مباشر.
فيما يتعلق بطول المعلومات الداخلية، تُسمى وحدة المعلومات "
كاتينا
"، وهي تتألف من 24 بتًا تمثل إما 6 أرقام عشرية أو 4 أحرف وأرقام. يجب أن تحتوي هذه الوحدة على مضاعفات العددين 4 و6 بتات لتمثيل عدد صحيح من الأرقام العشرية أو الأحرف والأرقام. وُجد أن 24 بتًا تمثل حلًا وسطًا مناسبًا بين الحد الأدنى البالغ 12 بتًا، والذي يؤدي إلى انخفاض معدل نقل البيانات من ذاكرة القراءة المتوازية، و36 بتًا أو أكثر، والذي اعتُبر وحدة معلومات كبيرة جدًا. تُعتبر الكاتينا مكافئة للحرف
في
الأجهزة ذات أطوال الكلمات المتغيرة، ولكن لا يمكن تسميتها كذلك، لأنها قد تحتوي على عدة أحرف. تُنقل الكاتينا بشكل متسلسل من وإلى الذاكرة الرئيسية. ولأننا
لا نريد تسمية "وحدة" كلمة، أو مجموعة أحرف حرفًا (فالكلمة كلمة، ووحدة المعلومات شيء آخر)، فقد تم ابتكار مصطلح جديد، وهو "كاتينا". هي كلمة إنجليزية موجودة في
قاموس ويبستر
، لكنها غير موجودة في قاموس الفرنسية. تعريف كلمة "كاتينا" في قاموس ويبستر هو "سلسلة متصلة"؛ أي أنها وحدة معلوماتية مكونة من 24 بت. سيتم استخدام كلمة "كاتينا" فيما يلي.
وبذلك، تم تعريف الشفرة الداخلية. الآن، ما هي رموز البيانات الخارجية؟ تعتمد هذه الرموز بشكل أساسي على جهاز معالجة المعلومات المستخدم. صُمم جهاز
غاما 60
لمعالجة المعلومات المتعلقة بأي بنية مشفرة ثنائياً. على سبيل المثال، تُعتبر البطاقة المثقبة ذات 80 عموداً وحدة معلوماتية مكونة من 960 بت؛ 12 صفاً مضروبة في 80 عموداً تساوي 960 ثقباً محتملاً؛ تُخزن كصورة طبق الأصل في 960 نواة مغناطيسية للذاكرة الرئيسية، حيث يشغل عمودان من البطاقة وحدة "كاتينا" واحدة. [...]
- ↑ بلاو، جيريت آن ؛ بروكس الابن، فريدريك فيليبس ؛ بوخهولز، فيرنر (1962). "4: وحدات البيانات الطبيعية" (ملف PDF) . في بوخهولز، فيرنر (محرر). تخطيط نظام حاسوبي - مشروع ستريتش . شركة ماكجرو هيل للنشر / شركة مابل برس، يورك، بنسلفانيا. الصفحات 39-40 . رقم مكتبة الكونغرس 61-10466 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 2017-04-03 . تم الاسترجاع بتاريخ 2017-04-03 .
[...] المصطلحات المستخدمة هنا لوصف البنية التي يفرضها تصميم الجهاز، بالإضافة إلى
البت
، مدرجة أدناه. يشير
البايت
إلى مجموعة من البتات المستخدمة لترميز حرف، أو عدد البتات المرسلة بالتوازي من وإلى وحدات الإدخال والإخراج. يُستخدم
مصطلح آخر غير
"حرف"
هنا لأن الحرف الواحد قد يُمثَّل في تطبيقات مختلفة بأكثر من رمز، وقد تستخدم الرموز المختلفة أعدادًا مختلفة من البتات (أي أحجام بايتات مختلفة). في عملية نقل البيانات بين المدخلات والمخرجات، قد يكون تجميع البتات عشوائيًا تمامًا ولا علاقة له بالأحرف الفعلية. (المصطلح مشتق من كلمة "
bite" ولكن تم تغيير تهجئتها لتجنب التحريف العرضي إلى "bit"). تتكون الكلمة
من
عدد
بتات
البيانات
المنقولة
بالتوازي من الذاكرة أو إليها في دورة ذاكرة واحدة.
وبالتالي، يُعرَّف
حجم الكلمة
كخاصية هيكلية للذاكرة. ( صاغ مصممو حاسوب
Bull
GAMMA 60 مصطلح
"catena"
لهذا الغرض ). تشير
الكتلة
إلى عدد الكلمات المنقولة من أو إلى وحدة الإدخال والإخراج استجابةً لتعليمات إدخال وإخراج واحدة. حجم الكتلة هو خاصية هيكلية لوحدة الإدخال والإخراج؛ وقد يكون ثابتًا في التصميم أو يُترك للبرنامج ليُغيِّره. [...]
- ↑ "التنسيق" (ملف PDF) . دليل مرجعي لنظام معالجة البيانات 7030 (ملف PDF) . شركة IBM. أغسطس 1961. الصفحات 50-57 . تاريخ الاسترجاع: 15 ديسمبر 2021 .
- ↑ بلاو، جيريت آن ؛ بروكس الابن، فريدريك فيليبس (1997). هندسة الحاسوب: المفاهيم والتطور ( الطبعة الأولى). أديسون-ويسلي . ISBN 0-201-10557-8.(1213 صفحة) (ملاحظة: هذه طبعة من مجلد واحد. كان هذا العمل متاحًا أيضًا في نسخة من مجلدين.)
- ↑ رالستون، أنتوني؛ رايلي، إدوين د. (1993). موسوعة علوم الحاسوب ( الطبعة الثالثة). فان نوستراند رينهولد . ISBN 0-442-27679-6.
- ↑ كليبنغر، ريتشارد ف. [بالألمانية] (29-09-1948). "نظام ترميز منطقي مُطبق على إينياك (المُكامل العددي الإلكتروني والحاسوب)" . ميدان اختبار أبردين، ماريلاند، الولايات المتحدة الأمريكية: مختبرات أبحاث المقذوفات . التقرير رقم 673؛ المشروع رقم TB3-0007 لقسم البحث والتطوير، إدارة الذخائر . تاريخ الاسترجاع: 05-04-2017 .
- ↑ كليبنغر، ريتشارد ف. [بالألمانية] (29-09-1948). "نظام ترميز منطقي مُطبق على إينياك" . ميدان اختبار أبردين، ماريلاند، الولايات المتحدة الأمريكية: مختبرات أبحاث المقذوفات . القسم الثامن: إينياك المُعدَّل . تاريخ الاسترجاع : 05-04-2017 .
- ↑ "4. تنسيقات التعليمات" (ملف PDF) . دليل مطوري برامج معمارية إنتل إيتانيوم . المجلد 3: مرجع مجموعة تعليمات إنتل إيتانيوم. ص 3:293 . تاريخ الاسترجاع: 25 أبريل 2022.
تُجمّع ثلاث تعليمات معًا في حاويات مُحاذية بحجم 128 بت تُسمى
حزمًا . تحتوي كل حزمة على ثلاث
خانات تعليمات
بحجم 41 بت
وحقل قالب بحجم 5 بت.
- أنواع البيانات
- وحدة البيانات
- الأنواع الأولية
- وحدات المعلومات