Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья про 16-битную архитектуру компьютера. Для кодировки цвета см. Highcolor . Об эпохе видеоигр см. История игровых консолей (четвертое поколение) . Для использования в других целях, см 16-бит (значения) .
Разрядность архитектуры компьютера
Кусочек
Заявление
Двоичная точность с плавающей запятой
Десятичная точность с плавающей запятой
  • v
  • т
  • е

В  компьютерной архитектуры , 16-битных чисел , адресов памяти , или других данных единиц являются те , которые являются 16 битов (2 октета ) в ширину. Кроме того, 16-битные архитектуры ЦП и ALU основаны на регистрах , адресных шинах или шинах данных такого размера. 16-битные микрокомпьютеры - это компьютеры, в которых 16-битные микропроцессоры были нормой.

16-битный регистр может хранить 2 16 различных значений. Подписан ряд целочисленных значений , которые могут быть сохранены в 16 битах -32768 (-1 × 2 15 ) через 32767 (2 15 - 1); без знака диапазон составляет от 0 до 65535 (2 16 - 1). Поскольку 2 16 равно 65 536, процессор с 16-разрядными адресами памяти может напрямую обращаться к 64 КБ (65 536 байтам) памяти с байтовой адресацией . Если система использует сегментацию со смещением 16-битных сегментов, можно получить доступ к большему количеству.

16-битная архитектура [ править ]

ПМИ Вихрь ( с. 1951) [1] [2] было вполне возможно, первый 16-битный компьютер. Другие ранние 16-разрядные компьютеры ( гр. 1965-70) включают IBM 1130 , [3] HP 2100 , [4] Data General Nova , [5] и DEC PDP-11 . [6]

Ранние мультичиповые 16-битные микропроцессоры ( ок. 1973–76) включают пятичиповый National Semiconductor IMP-16 (1973) [7], двухчиповый NEC μCOM-16 (1974), [8] [7] трехчиповый Western Digital MCP-1600 (1975) и пятичиповый Toshiba T-3412 (1976). [7]

Ранние однокристальные 16-разрядные микропроцессоры ( ок. 1975–76) включают Panafacom MN1610 (1975), [9] [10] [7] National Semiconductor PACE (1975), General Instrument CP1600 (1975), Texas Instruments TMS9900 ( 1976), [7] Ferranti F100-L и HP BPC . Другие известные 16-разрядные процессоры включают Intel 8086 , Intel 80286 , WDC 65C816 и Zilog Z8000 . Intel 8088 был двоичным совместимым с Intel 8086, и был 16-битным в том смысле, что его регистры имели ширину 16 бит, а арифметические инструкции могли работать с 16-битными величинами, даже если его внешняя шина была шириной 8 бит.

16-битное целое число может хранить 2 16 (или 65 536) различных значений. В представлении без знака эти значения представляют собой целые числа от 0 до 65 535; с использованием дополнения до двух возможные значения находятся в диапазоне от -32 768 до 32 767. Следовательно, процессор с 16-разрядными адресами памяти может напрямую обращаться к 64 КБ памяти с байтовой адресацией .

16-битные процессоры почти полностью вытеснены в индустрии персональных компьютеров и используются менее чем 32-битные (или 8-битные) процессоры во встроенных приложениях.

16/32-битные Motorola 68000 и Intel 386SX [ править ]

Motorola 68000 иногда называют 16-бит , потому что его внутренние и внешние шины данных были 16 бита; однако его можно было считать 32-битным процессором, поскольку регистры общего назначения были 32-битными, а большинство арифметических инструкций поддерживали 32-битную арифметику. 68000 был микрокодированным процессором с тремя внутренними 16-битными ALU. Только 24 бит по счетчику программы (PC) были доступны на оригинальных DIP пакеты, до 16 мегабайтов адресуемого ОЗУ . Программное обеспечение 68000 является 32-битным по своей природе и совместимо с другими 32-битными процессорами того же семейства. [11] 68008 был версией 68000 с 8-битным внешним каналом передачи данных и 1-мегабайтной адресацией для 48-контактной версии DIP и 4 мегабайта для 52-контактной версии PLCC. В некоторых моделях Apple Macintosh - например, в серии LC - для экономии средств использовались 32-битные процессоры 68020 и 68030 на 16-битной шине данных.

Аналогичный анализ применим к замене процессора Intel 80286 , названному 386SX , который представляет собой 32-битный процессор с 32-битным ALU и внутренними 32-битными путями данных с 16-битной внешней шиной и 24-битной адресацией процессора, который он заменил.

16-битное приложение [ править ]

В контексте совместимости с IBM PC и платформ Wintel , 16-битное приложение - это любое программное обеспечение, написанное для MS-DOS , OS / 2 1.x или более ранних версий Microsoft Windows, которое изначально работало на 16-битных Intel 8088 и Intel 80286. микропроцессоры . Такие приложения использовали 20- битный или 24-битный сегмент или представление адреса со смещением селектора, чтобы расширить диапазон адресуемых ячеек памяти сверх того, что было возможно при использовании только 16-битных адресов. Программы, содержащие более 2 16 байт (65 536 байт)) инструкций и данных поэтому требовались специальные инструкции для переключения между их 64-килобайтными сегментами , что увеличивало сложность программирования 16-битных приложений.

Список 16-битных процессоров [ править ]

Этот список неполный ; вы можете помочь, добавив недостающие элементы из надежных источников .
  • Ангстрем
    • ЦП серии 1801
  • Общие данные
    • Новая звезда
    • Затмение
  • Корпорация цифрового оборудования
    • PDP-11 (для LSI-11 см. Western Digital ниже)
      • DEC J-11
      • ДЭК Т-11
  • EnSilica
    • eSi-1600
  • Ферранти
    • Ферранти F100-L
    • Ферранти F200-L
  • Общий инструмент
    • CP1600
  • Hewlett Packard
    • HP 21xx / 2000/1000 / 98xx / BPC
    • HP 3000
  • Honeywell
    • Honeywell Уровень 6 / ДПС 6
  • IBM
    • 1130 / 1800
    • Система / 7
    • Серия / 1
    • Система / 36
  • Infineon
    • Семейство XE166
    • Семья C166
    • Семья C167
    • XC2000
  • Intel
    • Intel 8086 / Intel 8088
    • Intel 80186 / Intel 80188
    • Intel 80286
    • Intel MCS-96
  • Локхид
    • MAC-16
  • MIL-STD-1750A
  • Motorola
    • Motorola 68HC12
    • Motorola 68HC16
  • National Semiconductor
    • ИМП-16
    • PACE / INS8900
  • NEC
    • мкКОМ-16
    • NEC V20 и V30
  • Панафаком
    • MN1610
  • Renesas
    • Renesas M16C (16-битные регистры, 24-битное адресное пространство)
  • Ricoh
    • Ricoh 5A22 (клон WDC 65816, используемый в SNES )
  • Инструменты Техаса
    • Техасские инструменты TMS9900
    • TI MSP430
  • Toshiba
    • Т-3412
  • Центр западного дизайна
    • WDC 65816/65802
  • Western Digital
    • MCP-1600 (используется в DEC LSI-11 )
  • Ксерокс
    • Альт
  • Зилог
    • Зилог Z8000

См. Также [ править ]

  • Микропроцессор § 16-разрядные конструкции
  • Влияние IBM PC на рынок персональных компьютеров § До появления IBM PC
  • 74181 (ключевой компонент некоторых ранних 16-битных и других процессоров)
  • Битовая глубина звука - 16-битная глубина является наиболее часто используемой битовой глубиной, например, для аудио компакт-дисков .

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Год 1951" . Музей истории компьютеров .(см. также «1943 год» .).
  2. ↑ Digital Press, Digital at Work. Архивировано 2 июля2013 г. в Wayback Machine , Пирсон, 1992, ISBN 1-55558-092-0 , стр. 4, 23.  
  3. ^ "Вычислительная система IBM 1130" . Архивы IBM .
  4. ^ "HP 2116" . Музей истории компьютеров .
  5. ^ "Данные General Nova миникомпьютер" . Музей истории компьютеров . Архивировано из оригинала на 2013-05-17 . Проверено 11 июня 2012 .
  6. ↑ Пирсон, Джейми Паркер (сентябрь 1992 г.). Цифровые технологии в действии: снимки первых тридцати пяти лет . Цифровая пресса. С. 58–61. ISBN 978-1-55558-092-6.
  7. ^ a b c d e Белзер, Джек; Хольцман, Альберт Г .; Кент, Аллен (1978). Энциклопедия компьютерных наук и технологий . Том 10 - Линейная и матричная алгебра микроорганизмов: компьютерная идентификация. CRC Press . п. 402. ISBN. 9780824722609.
  8. ^ «1970-е: Развитие и эволюция микропроцессоров» (PDF) . Японский музей истории полупроводников . Архивировано из оригинального (PDF) на 2019-06-27 . Проверено 27 июня 2019 .
  9. ^ «16-битные микропроцессоры» . Музей CPU . Проверено 5 октября 2010 года .
  10. ^ «История» . PFU . Проверено 5 октября 2010 года .
  11. ^ Семейство Motorola M68000, Справочное руководство программиста (PDF) . Motorola, Inc. 1992. сек. 2.4. С. 2–21.