16비트 컴퓨팅

16-bit computing
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컴퓨터 아키텍처 비트 폭
비트
적용
이진 부동 소수점 정밀한
십진 부동 소수점 정밀한

컴퓨터 아키텍처에서 16비트 정수, 메모리 주소 또는 기타 데이터 단위는 16비트(2 옥텟) 폭이다.또한 16비트 중앙처리장치(CPU)와 산술논리장치(ALU) 아키텍처는 그 크기의 레지스터, 어드레스 버스 또는 데이터 버스를 기반으로 하는 아키텍처들이다. 16비트 마이크로컴퓨터는 16비트 마이크로프로세서를 사용하는 컴퓨터들이다.

16비트 레지스터는 2개의16 다른 값을 저장할 수 있다.16비트로 저장할 수 있는 정수 값의 범위는 사용되는 정수 표현에 따라 달라진다.가장 일반적인 두 개의 표현에서, 범위는 (서명이 없는) 이진수로 표현하기 위해 0 ~ 65,535(216 - 1)이며, 두 개의 보완물로 표현하기 위해 -32,768 (-1 × 215) ~ 32,767(215 - 1)이다.2가16 65,536이기 때문에 16비트 메모리 주소를 가진 프로세서가 64KB(65,536바이트)의 바이트 어드레스 가능 메모리에 직접 접근할 수 있다.시스템이 16비트 세그먼트 오프셋과 함께 분할을 사용하면 더 많은 정보를 이용할 수 있다.

16비트 아키텍처

MIT Wirlwind (1951년)c.[1][2]는 아마도 최초의 16비트 컴퓨터였을 것이다.다른 초기 16비트 컴퓨터(1965–70)c.에는 IBM 1130,[3] HP 2100,[4] Data General Nova [5]및 DEC PDP-11이 포함된다.[6]

초기 멀티칩 16비트 마이크로프로세서(c.1973–76)에는 [7]5칩 NEC μCOM-16(1973) 2칩 NEC μCOM-16(1974),[8][7] 3칩 웨스턴 디지털 MCP-1600(1975), 5칩 도시바 T-3412(1976)가 있다.[7]

초기 단일 칩 16비트 마이크로프로세서(c.1975–76)에는 Panafacom MN1610(1975),[9][10][7] National Semiconductor PACE(1975), General Instrument CP1600(1975), 텍사스 Instruments TMS9900(1976),[7] Ferranti F100-L 및 HP BPC가 포함된다.다른 주목할 만한 16비트 프로세서로는 인텔 8086, 인텔 80286, WDC 65C816, 질로그 Z8000 등이 있다.인텔 8088은 인텔 8086과 바이너리 호환성이 있었으며, 레지스터의 폭은 16비트였고, 산술지시는 외부 버스의 폭은 8비트였지만 16비트 분량으로 작동할 수 있었다는 점에서 16비트였다.

16비트 정수는 2개의16 고유 값(또는 65,536)을 저장할 수 있다.서명되지 않은 표현에서 이러한 값은 0에서 65,535 사이의 정수이며, 두 개의 보어를 사용하여 가능한 값은 -32,768에서 32,767까지 다양하다.따라서 16비트 메모리 주소를 가진 프로세서는 64KB의 바이트 주소 가능 메모리에 직접 액세스할 수 있다.

16비트 프로세서는 개인용 컴퓨터 산업에서 거의 전적으로 대체되었고, 임베디드 애플리케이션에서는 32비트(또는 8비트) 미만의 CPU를 사용한다.

16/32비트 Motorola 68000 및 Intel 386SX

모토로라 68000은 기초수학을 다루는 방식 때문에 16비트라고 불리기도 한다.명령 집합은 32비트 숫자를 기반으로 하고 내부 레지스터의 폭은 32비트였으므로 일반적인 정의에 따르면 68000은 32비트 설계다.내부적으로 기본 32비트 산술은 두 번의 16비트 연산을 사용하여 수행되며, 이는 시스템을 16비트, 즉 "16/32"로 일부 설명하게 된다.당시 이것이 일반적인 해결책은 아니었지만, 1980년대 초에는 컴퓨터 분야에서 이러한 해결책은 오랜 역사를 가지고 있는데, 1970년대 대부분의 설계는 한 번에 1비트라도 수학을 수행하는 반면, "시리얼 산술"이라고 알려진 다양한 설계는 한 번에 1비트라도 수학을 수행하는 것으로 알려져 있다.

4비트 연산 4개로 수학을 수행한 16비트 설계의 Data General Nova가 일반적인 단일 칩 ALU 크기였다.68000에 적용되는 정의를 사용하면 노바는 4비트 컴퓨터, 즉 4/16이 된다.노바 a second version이 도입된 지 얼마 되지 않아 4비트 ALU 중 4개가 포함된 슈퍼노바는 한 번에 16비트를 연산해 더 높은 성능을 제공한다.그러나 이것은 항상 16비트 명령을 사용하는 사용자와 프로그램에서는 보이지 않았다.비슷한 방식으로 모토로라 68020처럼 나중에 6만8000가구의 회원들은 32비트 ALU를 가지고 있었다.

또한 어떤 다른 측정에 기초하여 16비트인 시스템 또는 아닌 시스템에 대한 언급도 볼 수 있다.한 가지 일반적인 것은 주소 공간이 내부 레지스터와 동일한 비트 크기가 아닐 때입니다.1970년대 대부분의 8비트 CPU는 이 범주에 속한다; MOS 6502, Intel 8080, Zilog Z80 및 기타 대부분의 CPU는 16비트 주소 공간이 64KB로, 이는 어드레스 조작이 두 가지 명령 주기를 필요로 한다는 것을 의미한다.이러한 이유로 대부분의 프로세서는 0페이지에 대해 특수 8비트 주소 지정 모드를 사용하여 속도를 향상시켰다.이 같은 내부 레지스터 크기와 외부 주소 크기의 차이는 1980년대에 유지되었지만, 그 시대의 메모리 비용이 32비트 주소 지정, 2 GB 또는 4 GB를 가진 기계를 실제 불가능하게 만들었기 때문이다.예를 들어, 68000은 DIP에 24비트 주소만 노출시켰고, 여전히 거대한 (당대를 위한) 16MB로 제한했다.[11]

32비트 ALU를 탑재한 32비트 프로세서 및 16비트 외부 버스와 교체한 프로세서의 24비트 주소 지정을 탑재한 내부 32비트 데이터 경로인 386SX라 불리는 인텔의 80286 CPU 교체에도 유사한 분석이 적용된다.

16비트 응용 프로그램

IBM PC 호환 및 Wintel 플랫폼의 맥락에서, 16비트 애플리케이션은 원래 16비트 Intel 8088 및 Intel 80286 마이크로프로세서에서 실행되었던 MS-DOS, OS/2 1.x 또는 Microsoft Windows의 초기 버전을 위해 작성된 소프트웨어다.그러한 애플리케이션은 주소 지정 가능한 메모리 위치의 범위를 16비트 주소만 사용하여 가능한 범위 이상으로 확장하기 위해 20비트 또는 24비트 세그먼트 또는 선택기 오프셋 주소 표현을 사용했다.따라서 2바이트16(65,536바이트) 이상의 명령과 데이터를 포함하는 프로그램은 64킬로바이트 세그먼트 간에 전환하기 위한 특별 지침을 요구하여 16비트 응용 프로그램 프로그래밍의 복잡성을 증가시켰다.

16비트 CPU 목록

참고 항목

참조

  1. ^ "Year 1951". Computer History Museum. (또한 참조).
  2. ^ 디지털 프레스(Digital Press, Digital at Work) 1992년 Pearson의 웨이백 머신에 보관된 2013-07-02 ISBN 1-558-092-0, 페이지 4, 23.
  3. ^ "The IBM 1130 computing system". IBM Archives.
  4. ^ "HP 2116". Computer History Museum.
  5. ^ "Data General Nova minicomputer". Computer History Museum. Archived from the original on 2013-05-17. Retrieved 2012-06-11.
  6. ^ Pearson, Jamie Parker (September 1992). Digital at work: snapshots from the first thirty-five years. Digital Press. pp. 58–61. ISBN 978-1-55558-092-6.
  7. ^ a b c d e Belzer, Jack; Holzman, Albert G.; Kent, Allen (1978). Encyclopedia of Computer Science and Technology. Vol. 10 – Linear and Matrix Algebra to Microorganisms: Computer-Assisted Identification. CRC Press. p. 402. ISBN 9780824722609.
  8. ^ "1970s: Development and evolution of microprocessors" (PDF). Semiconductor History Museum of Japan. Archived from the original (PDF) on 2019-06-27. Retrieved 2019-06-27.
  9. ^ "16-bit Microprocessors". CPU Museum. Retrieved 5 October 2010.
  10. ^ "History". PFU. Retrieved 5 October 2010.
  11. ^ Motorola M68000 Family, Programmer's Reference Manual (PDF). Motorola, Inc. 1992. sec. 2.4, pp. 2–21.