16-बिट कंप्यूटिंग

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Computer architecture bit widths
Bit
Application
Binary floating-point precision
Decimal floating-point precision

In computer architecture, 16-bit integers, memory addresses, or other data units are those that are 16 bits (2 octets) wide. Also, 16-bit central processing unit (CPU) and arithmetic logic unit (ALU) architectures are those that are based on registers, address buses, or data buses of that size. 16-बिट माइक्रो कंप्यूटर माइक्रो कंप्यूटर हैं जो 16-बिट माइक्रोप्रोसेसर का उपयोग करते हैं।

16-बिट रजिस्टर 216 भिन्न मानों को संग्रहीत कर सकता है। 16 बिट्स में संग्रहीत किए जा सकने वाले पूर्णांक मानों की सीमा उपयोग किए गए पूर्णांक प्रतिनिधित्व पर निर्भर करती है। दो सबसे आम अभ्यावेदन के साथ, रेंज 0 से 65,535 (216 − 1) एक (अहस्ताक्षरित ) बाइनरी संख्या के रूप में प्रतिनिधित्व के लिए है, और −32,768 (−1 × 215) से 32,767 (215 − 1) के रूप में प्रतिनिधित्व के लिए है। दो का पूरक है। चूंकि 216 65,536 है, 16-बिट मेमोरी एड्रेस वाला प्रोसेसर सीधे बाइट-एड्रेसेबल मेमोरी के 64kb (65,536 बाइट्स) तक पहुंच सकता है। यदि कोई सिस्टम 16-बिट सेगमेंट ऑफ़सेट के साथ सेगमेंटेशन का उपयोग करता है, तो अधिक एक्सेस किया जा सकता है।

16-बिट आर्किटेक्चर

एमआईटी (MIT) व्हर्लविंड (c.1951)[1] [2] संभवतः पहला 16-बिट कंप्यूटर था। यह युग के लिए एक असामान्य शब्द आकार था; अधिकांश प्रणालियाँ छह-बिट वर्ण कोड का उपयोग करती हैं और 6-बिट्स के कुछ गुणकों की शब्द लंबाई का उपयोग करती हैं। यह ASCII को प्रस्तुत करने के प्रयास से बदल गया, जिसमें 7-बिट कोड का उपयोग किया गया और स्वाभाविक रूप से 8-बिट मल्टीपल का उपयोग किया गया, जो एकल ASCII वर्ण या दो बाइनरी कोडेड दशमलव अंकों को संग्रहीत कर सकता था।

1960 के दशक में 16-बिट शब्द की लंबाई विशेष रूप से मिनीकंप्यूटर सिस्टम पर अधिक सामान्य हो गई। प्रारम्भी 16-बिट कंप्यूटर ( c. 1965-70) में आईबीएम 1130,[3] एचपी 2100,[4] डेटा जनरल नोवा,[5] और डीईसी पीडीपी-11 सम्मिलित हैं।[6] प्रारम्भी 16-बिट माइक्रोप्रोसेसर, जो प्रायः मिनी प्लेटफार्मों में से एक पर आधारित होते थे, 1970 के दशक में दिखाई देने लगे। उदाहरण ( c. 1973-76) में पांच-चिप नेशनल सेमीकंडक्टर IMP-16 (1973),[7] दो-चिप NEC μCOM-16 (1974),[8] [7] तीन-चिप वेस्टर्न डिजिटल MCP सम्मिलित हैं -1600 (1975), और पांच-चिप तोशिबा टी-3412 (1976)।[7]

प्रारंभिक सिंगल-चिप 16-बिट माइक्रोप्रोसेसर (c. 1975-76) में पनाफ़ाकोम एमएन1610 (1975) सम्मिलित हैं,[9][10][11]राष्ट्रीय अर्धचालक गति (1975), सामान्य उपकरण CP1600 (1975), टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स TMS9900 (1976),[11]फेरांति F100-L , और एचपी 2100 वंशज और वेरिएंट है। अन्य उल्लेखनीय 16-बिट प्रोसेसर में Intel 8086, Intel 80286 , WDC 65816/65802 और Zilog Z8000 सम्मिलित हैं। इंटेल 8088, इंटेल 8086 के साथ बाइनरी संगत था, और 16-बिट था जिसमें इसके रजिस्टर 16 बिट चौड़े थे, और अंकगणितीय निर्देश 16-बिट मात्रा पर काम कर सकते थे, भले ही इसकी बाहरी बस 8 बिट चौड़ी थी।

16-बिट पूर्णांक 2 . स्टोर कर सकता है16 (या 65,536) अलग-अलग मान। एक हस्ताक्षर प्रतिनिधित्व में, ये मान 0 (संख्या) और 65,535 के बीच के पूर्णांक हैं; दो के पूरक का उपयोग करते हुए, संभावित मान −32,768 से 32,767 तक होते हैं। इसलिए, 16-बिट मेमोरी एड्रेस वाला प्रोसेसर सीधे 64 KB बाइट एड्रेसिंग | बाइट-एड्रेसेबल मेमोरी तक पहुंच सकता है।

16-बिट प्रोसेसर को निजी कंप्यूटर उद्योग में लगभग पूरी तरह से हटा दिया गया है, और एम्बेडेड अनुप्रयोगों में 32-बिट (या 8-बिट) सीपीयू से कम का उपयोग किया जाता है।.

16/32-बिट मोटोरोला 68000 और इंटेल 386एसएक्स

मोटोरोला 68000 को कभी-कभी 16-बिट कहा जाता है क्योंकि यह बुनियादी अंकगणित को संभालता है। निर्देश सेट 32-बिट संख्या पर आधारित था और आंतरिक रजिस्टर 32 थे बिट्स चौड़ा है, इसलिए सामान्य परिभाषाओं के अनुसार, 68000 एक 32-बिट डिज़ाइन है। आंतरिक रूप से, 32-बिट अंकगणित दो 16-बिट संचालन का उपयोग करके किया जाता है, और यह 16-बिट, या "16/32" के रूप में सिस्टम के कुछ विवरणों की ओर जाता है।

इस तरह के समाधानों का कंप्यूटर क्षेत्र में एक लंबा इतिहास है, जिसमें विभिन्न डिजाइन एक बार में 1-बिट भी गणित का प्रदर्शन करते हैं, जिसे सीरियल अंकगणित के रूप में जाना जाता है, जबकि 1970 के दशक तक अधिकांश डिजाइन एक समय में कम से कम कुछ बिट्स को संसाधित करते हैं। एक सामान्य उदाहरण डेटा जनरल नोवा है, जो एक 16-बिट डिज़ाइन था जिसने चार 4-बिट संचालन की एक श्रृंखला के रूप में 16-बिट गणित का प्रदर्शन किया। 4-बिट्स व्यापक रूप से उपलब्ध सिंगल-चिप एएलयू का शब्द आकार था और इस प्रकार सस्ती कार्यान्वयन के लिए अनुमति दी गई थी। 68000 पर लागू होने वाली परिभाषा का उपयोग करते हुए, नोवा 4-बिट कंप्यूटर, या 4/16 होगा। नोवा की प्रारम्भ के कुछ ही समय बाद एक दूसरा संस्करण प्रस्तुत किया गया था, सुपरनोवा, जिसमें 4-बिट एएलयू में से चार सम्मिलित थे जो एक समय में गणित 16 बिट प्रदर्शन करने के लिए समानांतर में चल रहे थे और इसलिए उच्च प्रदर्शन प्रदान करते थे। यह उपयोगकर्ता और प्रोग्राम के लिए अदृश्य था, जो हमेशा 16-बिट निर्देशों और डेटा का उपयोग करता था। इसी तरह, बाद में मोटोरोला 68020 जैसे 68000-परिवार के सदस्यों में 32-बिट अरिथमैटिक लॉजिक यूनिट थे।

किसी अन्य उपाय के आधार पर सिस्टम के 16-बिट होने या न होने के संदर्भ भी देखे जा सकते हैं। यह सामान्य बात है जब एड्रेस स्पेस आंतरिक रजिस्टरों के समान बिट्स के आकार का नहीं होता है। 1970 के दशक के अधिकांश 8-बिट सीपीयू इसी श्रेणी में आते हैं; MOS 6502, Intel 8080, Zilog Z80 और अधिकांश अन्य में 16-बिट एड्रेस स्पेस था जो 64 KB एड्रेस स्पेस का था। इसका आशय यह भी था कि एड्रेस में बदलाव के लिए दो निर्देश चक्रों की आवश्यकता थी। इस कारण से, अधिकांश प्रोसेसरों में विशेष 8-बिट एड्रेसिंग मोड, शून्य पृष्ठ, गति में सुधार होता है। आंतरिक रजिस्टर आकार और बाहरी पते के आकार के बीच इस तरह का अंतर 1980 के दशक में बना रहा, हालांकि प्रायः उलटा हुआ, क्योंकि युग की स्मृति लागतों ने 32-बिट एड्रेसिंग, 2 या 4 के साथ एक मशीन बनाई। GB, एक व्यावहारिक असंभवता। उदाहरण के लिए, 68000 ने डीआईपी पर संबोधित करने के केवल 24 बिट्स को उजागर किया, इसे अभी भी विशाल (युग के लिए) 16 MB तक सीमित कर दिया गया था l[12]

16- बिट एप्लिकेशन

आईबीएम पीसी संगत और विंटेल प्लेटफॉर्म के संदर्भ में, 16-बिट एप्लिकेशन एमएस-डॉस , ओएस/2 1.x या माइक्रोसॉफ़्ट विंडोज़ के प्रारम्भी संस्करणों के लिए लिखा गया कोई भी सॉफ्टवेयर है जो मूल रूप से 16-बिट इंटेल 8088 और इंटेल 80286 पर चलता था। माइक्रोप्रोसेसर इस तरह के अनुप्रयोगों ने केवल 16-बिट एड्रेस का उपयोग करके एड्रेस योग्य मेमोरी की सीमा का विस्तार करने के लिए 20-Bit या 24-बिट x86 मेमोरी सेगमेंटेशन है, सेगमेंट या चयनकर्ता-ऑफसेट पता प्रतिनिधित्व का उपयोग किया। निर्देश और डेटा के 216 बाइट्स (65,536 बाइट्स) से अधिक वाले प्रोग्राम, इसलिए, उनके 64-किलोबाइट सेगमेंट के बीच स्विच करने के लिए विशेष निर्देशों की आवश्यकता होती है, जिससे प्रोग्रामिंग 16-बिट अनुप्रयोगों की जटिलता बढ़ जाती है।

16-बिट सीपीयू की सूची


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ "Year 1951". Computer History Museum. (see also "Year 1943".).
  2. ↑ Digital Press, Digital at Work Archived 2013-07-02 at the Wayback Machine, Pearson, 1992, ISBN 1-55558-092-0, pp. 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. ↑ 7.0 7.1 7.2 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. ↑ 11.0 11.1 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.
  12. ↑ Motorola M68000 Family, Programmer's Reference Manual (PDF). Motorola, Inc. 1992. sec. 2.4, pp. 2–21.
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