16-bitine arvutiarhitektuur

Allikas: Vikipeedia
Mine navigeerimisribale Mine otsikasti
16-bitise arvuti Whirlwind I muutmälu

Arvutiarhitektuuris on 16-bitiste täisarvude, mäluaadresside või muude andmeüksuste maksimaalseks laiuseks 16 bitti (2 baiti). 16-bitised protsessorite ja aritmeetika-loogikaplokkide arhitektuurid põhinevad sellise suurusega andme- ja aadressisiinidel või registritel. 16-bitisteks nimetatakse ka mikroarvutite põlvkonda, milles kasutati 16-bitiseid mikroprotsessoreid.

16-bitine register mahutab 216 erinevat väärtust. 16-s bitis on võimalik salvestada märgiga täisarve ulatuses −32 768 (−1 × 215) kuni 32 767 (215 – 1), märgita täisarve aga ulatuses 0 kuni 65 535 (216 – 1). Kuna 216 on 65 536, on 16-bitiste mäluaadressidega protsessoril otsene juurdepääs bait-adresseeritavale mälule suurusega 64 KiB.

16-bitine arhitektuur[muuda | muuda lähteteksti]

1951. aastal valminud MIT Whirlwind I[1] on tõenäoliselt esimene 16-bitine arvuti. Teiste varaste 16-bitiste arvutite hulka kuuluvad IBM 1130,[2] HP 2100,[3] Data General Nova[4] ja DEC PDP-11.[1] Mõned varasemad 16-bitised mikroprotsessorid on National Semiconductori poolt loodud IMP-16 ja PACE, Western Digitali MCP-1600, HP BPC ja TI TMS9900. Teiste märkimisväärsete 16-bitiste protsessorite hulka kuuluvad Intel 8086, Intel 80286, WDC 65C816 ja Zilog Z8000. Intel 8088 on binaarselt ühilduv Intel 8086-ga ning selle registrid on 16 bitti laiad. Kuigi selle välissiin on 8 bitti lai, võib see täita 16-bitiseid aritmeetilisi käske.

16-bitised protsessoreid enam personaalarvutite tööstuses sisuliselt ei kasutata. Manusrakendustes kasutatakse neid vähem kui 32-bitiseid (või 8-bitiseid) protsessoreid.

16/32-bitine Motorola 68000 ja Intel 386SX[muuda | muuda lähteteksti]

Motorola 68000 nimetatakse mõnikord 16-bitiseks, sest selle sisemised ja välised andmesiinid on 16 bitti laiad. Siiski võib seda pidada 32-bitiseks protsessoriks selle 32 bitti laiade üldregistrite ja 32-bitist aritmeetikat toetavate aritmeetikakäskude tõttu. See on mikroprogrammeeritud protsessor kolme sisemise aritmeetika-loogikaploki üksusega. Motorola 68000 tarkvara on loomult 32-bitine ja edasiühilduv teiste sama perekonna 32-bitiste protsessoritega.[5] 68008 on Motorola 68000 versioon 8-bitise välise andmeraja ja 1 megabaidise adresseerimisega 48-viigise DIP (Dual In-line Package) versiooni jaoks ning 4 megabaidise adresseerimisega 52-viigise PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) versiooni jaoks. Mitu Apple Inc. Macintoshi mudelit kasutasid kulude säästmiseks 32-bitiseid 68020 ja 68030 protsessoreid 16-bitisel andmesiinil.

Intel 80286 asendusprotsessor Intel 386SX on 32-bitine protsessor 32-bitise aritmeetika-loogikaploki ja sisemiste 32-bitiste andmeradade, 16-bitise välissiini ja 24-bitise adresseerimismeetodiga.

Sega Mega Drive’i 68000 protsessor oli mängukonsooli rohkelt reklaamitud tunnusjoon. Tõhusa reklaamimise tõttu nimetatakse mängukonsoolide ajastut vahemikus 1988–1995 (neljas põlvkond) 16-biti ajastuks.

Inteli 16-bitised mälumudelid[muuda | muuda lähteteksti]

16-bitine Inteli arhitektuur võimaldab erinevaid mälumudeleid ehk võimalusi konkreetse mäluasukoha juurdepääsuks. Põhjus konkreetse mälumudeli kasutamiseks peitub assembleri käskude või viitade jaoks tarviliku mälu suuruses.

Tilluke (tiny)[muuda | muuda lähteteksti]

Kood ja andmed asuvad samas segmendis (registrid CS, DS, ES ja SS viitavad kõik samale segmendile). Alati kasutatakse 16-bitiseid viitasid. Koodi, andmete ja pinu kogusuurus ei ületa 64 KB.

Väike (small)[muuda | muuda lähteteksti]

Kood ja andmed on erinevates segmentides, kasutatakse lühikesi viitasid. Seal on 64 KB ruumi koodi ja 64 KB andmete/pinu jaoks.

Keskmine (medium)[muuda | muuda lähteteksti]

Koodis kasutatakse pikki viitasid, mis võimaldavad suurust 1 MB. Andmeviitade tüüp on jätkuvalt lühike.

Kompaktne (compact)[muuda | muuda lähteteksti]

Kompaktne mälumudel on keskmise vastand. Andmete jaoks kasutatakse pikki ja koodi jaoks lühikesi viitasid.

Suur (large/huge)[muuda | muuda lähteteksti]

Koodi- ja andmeviidad on pikad.[6]

16-bitine rakendus[muuda | muuda lähteteksti]

IBM-ühilduvate ja Winteli riistvara platvormide kontekstis on 16-bitine rakendus tarkvara, mis on kirjutatud operatsioonisüsteemidele MS-DOS, OS/2 1.x või varajastele Microsoft Windowsi versioonidele, mis algselt kasutasid 16-bitiseid Intel 8088 ja Intel 80286 mikroprotsessoreid. Sellised rakendused kasutasid 20-bitiseid või 24-bitiseid segmente, et suurendada adresseeritavate mälukohtade vahemikku. Enam kui 216 baiti (64 kilobaiti) korraldusi sisaldavad programmid vajasid seega erijuhtnööre oma 64-kilobaidiste segmentide vahel ümberlülituste tegemiseks. See suurendas 16-bitiste rakenduste programmeerimise keerukust.

16-bitiste protsessorite nimekiri[muuda | muuda lähteteksti]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. 1,0 1,1 Pearson, Jamie Parker. "Digital at work: snapshots from the first thirty-five years" (inglise keeles). Vaadatud 21.12.2016.{{netiviide}}: CS1 hooldus: tundmatu keel (link)
  2. "The IBM 1130 computing system" (inglise keeles). Vaadatud 21.12.2016.{{netiviide}}: CS1 hooldus: tundmatu keel (link)
  3. Computer History Museum, "HP 2116".
  4. "Data General Nova minicomputer" (inglise keeles). Vaadatud 21.12.2016. {{netiviide}}: eiran tundmatut parameetrit |Avaldaja= (juhend)CS1 hooldus: tundmatu keel (link)
  5. "Programmer's Reference Manual" (PDF) (inglise keeles). Vaadatud 21.12.2016. {{netiviide}}: eiran tundmatut parameetrit |Avaldaja= (juhend)CS1 hooldus: tundmatu keel (link)
  6. Veiko Sinivee. "Programmeerimiskeel C" (PDF). Originaali (PDF) arhiivikoopia seisuga 22.06.2017. Vaadatud 21.12.2016.

Välislingid[muuda | muuda lähteteksti]