8 بت الحوسبة

في هندسة الكمبيوتر ، الأعداد الصحيحة 8 بت أو وحدات البيانات الأخرى هي تلك التي يبلغ عرضها 8 بت (1 ثماني بت ). أيضًا ، وحدة المعالجة المركزية 8 بت (CPU) ووحدة المنطق الحسابي (ALU) هي تلك التي تعتمد على السجلات أو ناقلات البيانات بهذا الحجم. تكون عناوين الذاكرة (وبالتالي نواقل العناوين ) لوحدات المعالجة المركزية 8 بت أكبر بشكل عام من 8 بت ، وعادة ما تكون 16 بت ، بينما يمكن نظريًا أن تكون 8 بت ، وفي بعض الحالات ، تُستخدم أيضًا عناوين 8 بت مع 16- عناوين بت تستخدم بشكل رئيسي. "8 بت" هو أيضًا جيل من أجهزة الكمبيوتر الدقيقةالتي كانت المعالجات الدقيقة 8 بت هي القاعدة.

يتم تطبيق المصطلح "8 بت" أيضًا على مجموعات الأحرف التي يمكن استخدامها على أجهزة الكمبيوتر ذات 8 بت بايت ، وأشهرها الأشكال المختلفة من ASCII الممتد ، بما في ذلك سلسلة ISO / IEC 8859 من مجموعات الأحرف الوطنية - خاصة اللاتينية 1 للغة الإنجليزية ولغات أوروبا الغربية.

قدم نظام IBM System / 360 ذاكرة قابلة للعنونة بالبايت مع 8 بت بايت ، على عكس الذاكرة القابلة للعنونة أو الرقم العشري أو الذاكرة القابلة للعنونة ، على الرغم من أن سجلات الأغراض العامة الخاصة بها كانت بعرض 32 بت ، وتم تضمين العناوين في أقل من 24 بتًا من تلك العناوين. نماذج مختلفة من System / 360 لها عروض مختلفة لمسار البيانات الداخلية ؛ قام IBM System / 360 Model 30 (1965) بتطبيق هندسة 32 بت System / 360 ، ولكن كان عرض مسار أصلي 8 بت ، وأجرى حسابيًا 32 بت 8 بت في المرة الواحدة. ^[1]

كان أول معالج دقيق 8 بت تم اعتماده على نطاق واسع هو Intel 8080 ، حيث تم استخدامه في العديد من أجهزة الكمبيوتر للهواة في أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات ، وغالبًا ما يتم تشغيل نظام التشغيل CP / M ؛ كان يحتوي على كلمات بيانات 8 بت وعناوين 16 بت. تم استخدام Zilog Z80 (متوافق مع 8080) و Motorola 6800 أيضًا في أجهزة كمبيوتر مماثلة. تم استخدام وحدات المعالجة المركزية Z80 و MOS Technology 6502 8 بت على نطاق واسع في أجهزة الكمبيوتر المنزلية وأجهزة الألعاب من الجيل الثاني والثالث في السبعينيات والثمانينيات. العديد من وحدات المعالجة المركزية أو وحدات التحكم الدقيقة ذات 8 بت هي أساس الوجود في كل مكان اليومالأنظمة المدمجة .

التفاصيل

يمكن لسجل 8 بت تخزين ²⁸⁸ قيم مختلفة. نطاق القيم الصحيحة التي يمكن تخزينها في 8 بت يعتمد على تمثيل العدد الصحيح المستخدم. مع التمثيلين الأكثر شيوعًا ، يكون النطاق من 0 إلى 255 (2 ^8-1 ) للتمثيل كرقم ثنائي ( غير موقع ) ، و −128 (−1 × 2 ⁷ ) حتى 127 (2 ^7-1 ) للتمثيل كـ مكمل اثنين .

تستخدم وحدات المعالجة المركزية 8 بت ناقل بيانات 8 بت وبالتالي يمكنها الوصول إلى 8 بتات من البيانات في تعليمات جهاز واحد . عادةً ما يكون ناقل العنوان عبارة عن ثماني بتات مزدوجة ( 16 بت ) ، نظرًا لاعتبارات عملية واقتصادية. وهذا يعني وجود مساحة عنوان مباشر تبلغ 64  كيلو بايت (65.536 بايت) على معظم المعالجات ذات 8 بت.

استغلت معظم أجهزة الكمبيوتر المنزلية من عصر 8 بت مساحة العنوان بالكامل ، مثل BBC Micro (الطراز B) مع 32 كيلوبايت من ذاكرة الوصول العشوائي بالإضافة إلى 32 كيلوبايت من ذاكرة القراءة فقط . البعض الآخر مثل Commodore 64 المشهور جدًا لديه ذاكرة وصول عشوائي كاملة بسعة 64 كيلو بايت ، بالإضافة إلى 20 كيلو بايت ROM ، مما يعني أنه مع معالجة 16 بت لا يمكنك استخدام كل ذاكرة الوصول العشوائي افتراضيًا (على سبيل المثال من مترجم اللغة الأساسية المضمن في ROM) ؛ ^[2] بدون استغلال التحويل البنكي ، والذي يسمح لكسر حد 64 كيلو بايت (RAM) في بعض الأنظمة. قد تحتوي أجهزة الكمبيوتر الأخرى على 1 كيلو بايت (بالإضافة إلى 4 كيلو بايت روم) ، مثل Spectrum ZX80 (في حين أن جهاز Sinclair ZX Spectrum المشهور جدًايحتوي على ذاكرة أكبر) ، أو حتى 128 بايت فقط من ذاكرة الوصول العشوائي (بالإضافة إلى التخزين من خرطوشة ROM ) ، كما هو الحال في وحدة تحكم الألعاب المبكرة Atari 2600 ، وبالتالي فإن معالجة 8 بت ستكون كافية لذاكرة الوصول العشوائي ، إذا لم تكن هناك حاجة لتغطية ROM أيضًا). كومودور 128 ، وأنظمة 8 بت الأخرى ، مما يعني أنه لا يزال مع معالجة 16 بت ، يمكن أن تستخدم أكثر من 64 كيلوبايت ، أي 128 كيلوبايت من ذاكرة الوصول العشوائي ، وكذلك BBC Master مع إمكانية توسيعها إلى 512 كيلوبايت من ذاكرة الوصول العشوائي.

بينما تحتوي وحدات المعالجة المركزية (CPU) ذات 8 بت بشكل عام على عنونة 16 بت ، في بعض البنى لديك كلاهما ، كما هو الحال في وحدة المعالجة المركزية MOS Technology 6502 ، حيث يتم استخدام الصفحة الصفرية على نطاق واسع ، مما يوفر بايتًا واحدًا في التعليمات الخاصة بالوصول إلى تلك الصفحة ، وأيضًا الحصول على تعليمات عنونة من 16 بت تأخذ 2 بايت للعنوان بالإضافة إلى 1 لكود التشغيل. عادةً ما تكون مسجلات الفهرس 8 بت (في حين أن وحدات المعالجة المركزية الأخرى "8 بت" ، مثل Motorola 6800 تحتوي على سجلات فهرس 16 بت) ، مثل 6502 CPU ، ومن ثم يكون حجم المصفوفات التي تمت معالجتها باستخدام إرشادات العنونة المفهرسة على الأكثر 256 بايت ، دون الحاجة إلى رمز أطول ، أي معالجة 8 بت لكل مجموعة على حدة.

8 بت وحدات المعالجة المركزية ملحوظة

كان أول معالج تجاري 8 بت هو Intel 8008 (1972) والذي كان مخصصًا في الأصل لمحطة Datapoint 2200 الذكية . بدأ معظم المنافسين لشركة Intel بمعالجات 8 بت الموجهة نحو الحرف. لا تزال المتغيرات الحديثة لهذه الأجهزة ذات 8 بت واحدة من أكثر أنواع المعالجات شيوعًا في الأنظمة المضمنة.

وحدة المعالجة المركزية الأخرى ذات 8 بت البارزة هي MOS Technology 6502 . تم استخدامه ومتغيراته في عدد من أجهزة الكمبيوتر الشخصية ، مثل Apple I و Apple II ، وعائلة Atari 8 بت ، و BBC Micro ، و Commodore PET و Commodore VIC-20 ، وفي عدد من وحدات تحكم ألعاب الفيديو ، مثل Atari 2600 و Nintendo Entertainment System .

الاستخدام للتدريب والنماذج الأولية والتعليم العام للأجهزة

يستمر تصميم المعالجات 8 بت اليوم للتعليم العام حول أجهزة الكمبيوتر ، وكذلك لمصالح الهواة. تم تصميم إحدى وحدات المعالجة المركزية هذه وتنفيذها باستخدام دوائر متكاملة من سلسلة 7400 على لوح التجارب . ^{[4] [5]} يعد تصميم وحدات المعالجة المركزية 8 بت والمجمعات الخاصة بها تدريبًا شائعًا لطلاب الهندسة والمهندسين والهواة. تستخدم FPGA لهذا الغرض.

انظر أيضا

• كينباك -1

المراجع