16 bit bilgi işlem - 16-bit computing

Olarak  bilgisayar mimarisi , 16 bit tamsayı , bellek adresleri ya da diğer veri birimleri 16 olanlardır bit (2 sekizli geniş). Ayrıca 16 bit CPU ve ALU mimarileri, bu boyuttaki kayıtlara , adres yollarına veya veri yollarına dayanan mimarilerdir . 16 bit mikro bilgisayarlar, 16 bit mikroişlemcilerin norm olduğu bilgisayarlardır .

16 bitlik bir yazmaç 2 16 farklı değer saklayabilir . Aralığı içinde tam sayı 16 bit saklanabilir değerlerine bağlıdır tamsayı temsil kullanılır. En yaygın iki gösterimle, aralık ( işaretsiz ) ikili sayı olarak gösterim için 0 ila 65.535 (2 16 − 1) ve şu şekilde temsil için −32.768 (−1 × 2 15 ) ila 32.767 (2 15 − 1) arasındadır. ikisinin tamamlayıcısı . 2 16 65.536 olduğundan, 16 bit bellek adreslerine sahip bir işlemci 64 KB (65.536 bayt) bayt adreslenebilir belleğe doğrudan erişebilir . Bir sistem, 16-bit segment ofsetleriyle segmentasyon kullanıyorsa , daha fazlasına erişilebilir.

16 bit mimari

MİT kasırga ( c. 1951) büyük olasılıkla ilk kez 16 bit, bilgisayar oldu. Diğer erken 16 bit bilgisayarlar ( c. 1965–70), IBM 1130 , HP 2100 , Data General Nova ve DEC PDP-11'i içerir .

İlk çok çipli 16-bit mikroişlemciler ( c. 1973-76), beş çipli National Semiconductor IMP-16'yı (1973), iki çipli NEC μCOM-16'yı (1974), üç çipli Western Digital MCP-1600'ü içerir. (1975) ve beş çipli Toshiba T-3412 (1976).

İlk tek çipli 16-bit mikroişlemciler ( c. 1975–76) şunları içerir: Panafacom MN1610 (1975), National Semiconductor PACE (1975), General Instrument CP1600 (1975), Texas Instruments TMS9900 (1976), Ferranti F100-L ve HP BPC . Dikkate değer diğer 16 bit işlemciler arasında Intel 8086 , Intel 80286 , WDC 65C816 ve Zilog Z8000 bulunur . Intel 8088 idi ikili uyumlu dış veriyolu 8 bit genişliğinde olmasına rağmen Intel 8086 ile ve onun kayıtları 16 bit genişliğinde olduğu 16 bit olduğunu ve aritmetik talimatları 16 bit miktarlar üzerinden yapılabilmektedir.

16 bitlik bir tam sayı, 2 16 (veya 65.536) farklı değer depolayabilir . Bir in işaretsiz gösterimi, bu değerler arasında tamsayılardır , 0 ile 65.535; kullanılarak iki tamlayıcısının , olası değerler 32,768 den 32,767 arasında değişmektedir. Bu nedenle, 16 bit bellek adreslerine sahip bir işlemci 64 KB bayt adreslenebilir belleğe doğrudan erişebilir .

16 bit işlemciler, kişisel bilgisayar endüstrisinde neredeyse tamamen yerini almıştır ve gömülü uygulamalarda 32 bit (veya 8 bit) CPU'lardan daha az kullanılır.

16/32-bit Motorola 68000 ve Intel 386SX

Motorola 68000 bazen denir 16-bit çünkü temel matematik ele yoldan. Komut seti 32 bit sayılara dayanıyordu ve dahili kayıtlar 32 bit genişliğindeydi, bu nedenle genel tanımlara göre 68000 32 bitlik bir tasarımdır. Dahili olarak, temel 32-bit aritmetik, iki adet 16-bit işlem kullanılarak gerçekleştirilir ve bu, sistemin bazı tanımlarının 16-bit veya "16/32" olarak yapılmasına yol açar. Bu o zamanlar yaygın bir çözüm olmasa da, 1980'lerin başında, bu tür çözümlerin bilgisayar alanında uzun bir geçmişi vardır, çeşitli tasarımlar "seri aritmetik" olarak bilinen bir seferde 1 bitlik bile matematik gerçekleştirirken, çoğu tasarım 1970'lerde bir seferde en az birkaç bit işlendi.

Yaygın bir örnek, o dönemin ortak tek çipli ALU'sunun boyutu olduğu için matematiği dört 4 bitlik işlem olarak gerçekleştiren 16 bitlik bir tasarım olan Data General Nova'dır. 68000'e uygulanan tanımı kullanarak, Nova 4 bitlik bir bilgisayar veya 4/16 olacaktır. Nova'nın piyasaya sürülmesinden kısa bir süre sonra, bir seferde 16 bit matematik gerçekleştirmek için 4 bitlik ALU'lardan dördünü içeren ve bu nedenle daha yüksek performans sunan ikinci bir sürüm olan SuperNova tanıtıldı. Ancak bu, kullanıcı ve her zaman 16 bitlik talimatlar kullanan programlar için görünmezdi. Benzer bir şekilde, Motorola 68020 gibi daha sonraki 68000 aile üyelerinin 32-bit ALU'ları vardı.

Bir başka ölçüye dayalı olarak sistemlerin 16-bit olup olmadığına dair referanslar da görülebilir. Yaygın olanlardan biri, adres alanının dahili kayıtlarla aynı boyutta bit olmamasıdır. 1970'lerin çoğu 8-bit CPU'ları bu kategoriye girer; MOS 6502 , Intel 8080 , birZilog Z80 ve en diğerleri, 64 KB'lık, anlam adresi manipülasyon iki talimat döngülerini 16 bit adres alanı gerekli vardı. Bu nedenle, çoğu işlemci , hızı artıran sıfır sayfa için özel 8 bit adresleme modlarına sahipti . Dahili kayıt boyutu ve harici adres boyutu arasındaki bu tür fark, 1980'lerde kaldı, ancak dönemin bellek maliyetleri, 32 bit adreslemeli, 2 veya 4 GB'lık bir makineyi pratik bir imkansız hale getirdiğinden, genellikle tersine çevrildi. Örneğin, 68000 yalnızca açıkta 24 bit üzerinde adresleme DIP 16 MB (çağ için) hareketsiz kocaman onu sınırlayarak,.

Benzer analizler Intel'in için geçerlidir 80286 denilen işlemci yerine, 386SX 32 bit ile 32 bit işlemci, ALU ile ve iç 32-bit veri yolları 16 bit yerini aldığı işlemcinin adresleme dış otobüsü ve 24 bit.

16 bit uygulama

IBM PC uyumlu ve Wintel platformları bağlamında, 16 bit uygulama MS-DOS , OS/2 1.x veya Microsoft Windows'un ilk sürümleri için yazılmış ve orijinal olarak 16 bit Intel 8088 ve Intel 80286 üzerinde çalışan herhangi bir yazılımdır. mikroişlemciler . Bu tür uygulamalar , adreslenebilir bellek konumlarının aralığını yalnızca 16 bitlik adresleri kullanarak mümkün olanın ötesine genişletmek için 20 bitlik veya 24 bitlik bir segment veya seçici ofset adres gösterimi kullandı. 2 16 bayttan (65.536 bayt ) fazla talimat ve veri içeren programlar, bu nedenle 64 kilobaytlık segmentleri arasında geçiş yapmak için özel talimatlar gerektirdi ve bu da 16 bit uygulamaların programlanmasının karmaşıklığını artırdı.

16 bit CPU'ların listesi

Ayrıca bakınız

Referanslar