Что делает архитектуру ЦП X-битной?

Предупреждение. Я не уверен, к чему относятся вопросы такого типа. Если знаете более подходящее место, киньте ссылку.

Предыстория: Представьте, что вы услышали такое предложение: "этот компьютер/процессор имеет X-битную архитектуру". Теперь, если этот компьютер является стандартным, вы получите много информации, например максимальный объем ОЗУ, максимальное целочисленное значение без знака/знака и т. д. Но что, если компьютер не является стандартным?

Загадка: назад в 70-е и 80-е годы, период, известный как "8-битная эра". Подождите, 8-битный? да. Итак, если архитектура процессора 8-битная, то:

  • Максимальный объем оперативной памяти компьютера составляет ровно 256 байт.
  • Максимальный диапазон UInt — от 0 до 256, а максимальный диапазон целых чисел со знаком — от -128 до 127.
  • Максимальный объем ПЗУ тоже 256 байт, ведь надо уметь прыгать?

Однако это явно не так. Посмотрите на некоторые технические характеристики игровых консолей того времени, и вы увидите, что они превышают лимит в 256.

Цитаты (http://www.8bitcomputers.co.uk/whatbasics.html):

Sharp PC1211 на самом деле является 4-битным компьютером, но умело склеивает два вместе, чтобы они выглядели как 8 (компьютер, способный суммировать до 16, не очень полезен!)

Итак, если это 4-битный компьютер, почему он может манипулировать 8-битными целыми числами? И еще один...

Sinclair QL — один из тех компьютеров, о которых эксперты спорят. Частично это 16-битный компьютер, в чем-то он даже похож на 32-битный компьютер, но память у него 8-битная.

Какие? Так почему же такой беспорядок на www.8bitcomputers.co.uk?

В целом: как определяется компьютер X-bit?

  • Самая большая шина данных, которая у него есть, имеет длину X бит (тогда Sinclair QL — это 32-битный компьютер)?
  • Функции CU этого компьютера имеют длину X бит?
  • Он хранит свою память (в регистрах, ПЗУ, ОЗУ, что угодно) в 8 бит?
  • Другие определения?

Цель: я думаю, что разрабатываю 4-битный процессор. Я действительно не знаю, имеет ли он 4-битную архитектуру, потому что он использует двойной адрес ПЗУ и включает такие функции, как «активировать ALU», которые берут еще 4 бита из регистра Y. Я хочу знать, могу ли я все еще называть это 4-битный процессор. Вот и все! Заранее большое спасибо :)


person Mark Miller    schedule 03.08.2013    source источник
comment
Я считаю, что X-битный компьютер имеет максимальную емкость ОЗУ 2 ^ X байт. Кроме того, я думаю, что это не по теме, возможно, принадлежит Super User, хотя я не совсем уверен. Возможно, лучше использовать сайт, больше связанный с электроникой (Электротехника?), см. здесь список.   -  person Bernhard Barker    schedule 03.08.2013
comment
Большое спасибо! Переходим на эти сайты. А также спасибо за мысль об объеме оперативной памяти, если это правда, то я могу сделать огромное ПЗУ, и мой 4-битный (который я смогу назвать 4-битным) компьютер сможет работать в крестики-нолики! Спасибо!   -  person Mark Miller    schedule 03.08.2013
comment
На самом деле я думаю, что ошибаюсь насчет ограничения 2^X - ссылка.   -  person Bernhard Barker    schedule 03.08.2013
comment
Возможно, как сказал Град, адресация не имеет значения при определении числа X. 8-битный компьютер может иметь 16-битную адресацию, чтобы увеличить объем ОЗУ или памяти. X-битный компьютер (или ЦП) определяется тем, находятся ли центральные блоки и регистры, такие как ЦП и АЛУ, в X-битах. Тем не менее, по его определению, я все еще проектирую 4-битный компьютер! И теперь я узнаю, из каких именно частей состоит процессор.   -  person Mark Miller    schedule 03.08.2013
comment
На всякий случай, если это вам поможет, вы можете прочитать спецификацию 4004, первого микропроцессора Intel :) - en. wikipedia.org/wiki/Intel_4004   -  person Leeor    schedule 20.08.2013


Ответы (1)


X-битный компьютер (или ЦП) определяется тем, находятся ли центральные блоки и регистры, такие как ЦП и АЛУ, в X-битах. Адресация не имеет значения при определении числа X. Как вы упомянули, 8-битный компьютер (например, Motorola 68HC11, даже несмотря на то, что это MCU, тем не менее его можно считать компьютером с процессором, вводом-выводом и памятью) может иметь 16-битную адресацию для увеличения объема ОЗУ или памяти.

Размер шины данных и размеры регистров ЦП и АЛУ являются ограничивающим фактором при определении числа X в архитектуре X-битного компьютера. Дополнительную информацию можно получить на странице http://en.wikipedia.org/wiki/Word_(computer_architecture)

Ответом на ваш вопрос будет: «Да, вы проектируете 4-битный ЦП, если размер регистров и шины данных 4-битный.

person Grad    schedule 03.08.2013
comment
Спасибо за ответ! Не могу поверить, что я пропустил эту статью, я обязательно прочитаю ее прямо сейчас. Итак, вы говорите, что @Dukeling неверен? Я всегда думал, что MMU является частью CPU (наряду с ALU и CU)! И если мой ЦП берет команду активировать ГП, а ГП получает информацию обо всех 4 регистрах (координата X, координата Y, символ, цвет) с общей длиной инструкции 4 * 5 = 20 бит, компьютер по-прежнему 4-битный? - person Mark Miller; 03.08.2013
comment
4-битный компьютер воспринимает свои инструкции как 4-битный размер. Эта конфигурация может быть изменена при наличии различных специализированных инструкций. Однако я думаю, что активация графического процессора и получение координат от графического процессора должны быть разными инструкциями. В качестве последнего комментария: если ваш процессор обрабатывает 4-битные слова, да, это все еще 4-битный компьютер. - person Grad; 03.08.2013
comment
Может ли 4-битный компьютер иметь 4 шины данных по 4 бита? Например, программа, выводящая на экран одиночный символ, будет написана так: загрузка переменных в регистры, затем команда на активацию графического процессора, затем графический процессор берет загруженные 4-битные переменные из регистров, которые определяют, какая функция (из 16) GPU будет делать, по каким координатам (из 16+16=32) будет помещен на экран символ, записанный в регистре 4 (16 возможных символов). Я считаю, что это та самая другая специализированная инструкция! - person Mark Miller; 03.08.2013
comment
Или тот же пример может быть с программой сложения: загрузить операнд 1 в регистр 1, затем операнд 2 в регистр 2, затем функции (скажем, ADD) в регистр 3, а затем ЦП получает команду активировать АЛУ, которая принимает все три аргумента и сохраняет результат в регистр 4. Вся инструкция имеет длину 16 бит (функция процессора, операнд 1, операнд 2, функция АЛУ), но все аргументы и функции имеют длину 4 бита! Можно ли это сделать на 4-битном компьютере? Это мой последний вопрос в этом вопросе, клянусь! - person Mark Miller; 03.08.2013
comment
Да, это можно сделать на 4-битном компьютере. Пожалуйста, ознакомьтесь с руководством пользователя и руководством по программированию Motorola 68HC11 в качестве примера. (Он 8-битный, как я уже говорил ранее) Вот пример кода для сложения чисел в адресах $1003 и $1004: LDAA $1004; ADDA $1003 Итак, все инструкции охватывают 32 бита или 4 байта; однако они вводятся как отдельные 4-битные инструкции. - person Grad; 04.08.2013
comment
Спасибо, это ответило на мои вопросы! - person Mark Miller; 04.08.2013