Calcul pe 1 biți - 1-bit computing
| Lățimea de biți a arhitecturii computerului |
|---|
| Pic |
| Cerere |
| Precizie binară în virgulă mobilă |
| Precizie în virgulă mobilă zecimală |
În arhitectura computerului , numerele întregi de 1 bit sau alte unități de date sunt cele care au o lățime de 1 bit (1/8 octet ). De asemenea, arhitecturile unității centrale de procesare (CPU) pe 1 biți și unitățile logice aritmetice (ALU) sunt cele care se bazează pe registre de acea dimensiune.
Nu există computere, microcontrolere de orice fel, cum ar fi controlere logice programabile care sunt exclusiv pe 1 biți pentru toate registrele și autobuzele de adrese . Un registru pe 1 biți poate stoca doar 2 1 valori diferite, adică 0 sau 1, sau poate însemna, de exemplu, pornit și oprit. Acest lucru este foarte restrictiv, de exemplu, nu este suficient pentru un contor de programe (care este pe sistemele moderne implementate într-un registru on-chip), care nu este implementat on-chip în unele sisteme de 1 bit. Opcodurile pentru cel puțin o arhitectură de procesor de 1 bit au fost de 4 biți, iar magistrala de adrese a fost de 8 biți.
În timp ce procesoarele pe 1 biți sunt învechite, primul computer cu nanotuburi de carbon este un computer cu un singur set de instrucțiuni pe 1 biți (și are doar 178 de tranzistoare).
1-bit
Un computer serial procesează datele un singur bit la un moment dat. De exemplu, PDP-8 / S a fost un computer pe 12 biți care utilizează un ALU de 1 bit, procesând cei 12 biți în serie.
Un exemplu de computer pe 1 biți construit din cipuri SSI logice discrete este calculatorul Wang 500 (1970/1971), precum și seria de procesatoare de text Wang 1200 (1971/1972) din laboratoarele Wang .
Un exemplu de arhitectură pe 1 biți comercializată ca procesor este Motorola MC14500B Industrial Control Unit (ICU), introdus în 1977 și fabricat cel puțin până la mijlocul anilor 1990. Manualul său precizează:
[..] De asemenea, pot fi utilizate computere și microcomputere, dar acestea tind să complice prea mult sarcina și deseori necesită personal foarte instruit pentru a dezvolta și întreține sistemul. A fost introdus un dispozitiv mai simplu, conceput să funcționeze pe intrări și ieșiri o dată la rând și configurat să semene cu un sistem de releu. Aceste dispozitive au devenit cunoscute industriei comenzilor sub numele de Controlere logice programabile (PLC). Unitatea de control industrial (ICU) Motorola MC14500B este întruchiparea monolitică a arhitecturii centrale a PLC-ului [..]
Există funcții pentru care mașinile cu un bit sunt slab adaptate. [..] În anumite circumstanțe, o combinație între un MPU MC6800 și un ICU MC14500B poate fi cea mai bună soluție. [..]
Programul Contor Programul Contorul este compus din două MC145168 tehnologizare binare contoare înlănțuite împreună pentru a crea 8 biți de adresă de memorie. Aceasta oferă sistemului capacitatea de a adresa 256 de cuvinte de memorie separate. Contoarele sunt configurate pentru a număra în sus pe marginea ascendentă a semnalului ceasului ICU (CLK) și a reveni la zero atunci când ICU este resetată. Observați că secvența de numărare a contorului de programe nu poate fi modificată de nicio operație a ICU. Aceasta confirmă faptul că sistemul este configurat pentru a avea o structură de control în buclă.
Memorie
Memoria pentru acest sistem este compusă dintr-o memorie PRM MCM7641 512-cuvinte pe 8 biți. Deoarece contorul programului are o lățime de doar 8 biți, doar 256 de cuvinte (jumătate din memorie) pot fi utilizate simultan. Cu toate acestea, prin cablarea celui mai semnificativ bit al adresei memoriei, mare sau scăzută, proiectantul sistemului poate selecta între două programe separate, cu doar o opțiune jumper. Aceasta ar putea fi o caracteristică de dorit dacă sunt necesare modificări de sistem extrem de rapide.
- MANUALUL UNITĂȚII DE CONTROL INDUSTRIAL MC14500B
Unul dintre computerele despre care se știe că se bazează pe acest procesor a fost computerul WDR pe 1 biți . O secvență tipică de instrucțiuni dintr-un program pentru o arhitectură pe 1 biți ar putea fi:
- încărcați intrarea digitală 1 într-un registru de 1 bit;
- SAU valoarea din registrul de 1 biți cu intrarea 2, lăsând rezultatul în registru;
- scrieți valoarea în registrul de 1 biți la ieșirea 1.
Această arhitectură a fost considerată superioară pentru programele care iau decizii, mai degrabă decât pentru efectuarea calculelor aritmetice, pentru logica ladder , precum și pentru procesarea datelor seriale.
Există, de asemenea, mai multe studii de proiectare pentru arhitecturi pe 1 biți în mediul academic, iar logica corespunzătoare pe 1 biți poate fi găsită și în programare.
Alte exemple de arhitecturi pe 1 biți sunt controlere logice programabile (PLC), programate în lista de instrucțiuni (IL).
Mai multe computere paralele masive timpurii au folosit arhitecturi pe 1 biți și pentru procesoare. Exemplele includ Goodyear MPP și mașina de conectare . Utilizând o arhitectură de 1 biți pentru procesoarele individuale, o matrice foarte mare (de exemplu, mașina de conectare avea 65.536 de procesoare) ar putea fi construită cu tehnologia cipului disponibilă în acel moment. În acest caz, calculul lent al unui procesor pe 1 biți a fost schimbat cu numărul mare de procesoare.
Procesoarele de 1 bit pot fi acum considerate învechite; nu s-au produs niciodată multe tipuri, încă din 2021 unele chips-uri MC14500B sunt disponibile de la brokeri pentru piese învechite.
Vezi si
Referințe
Lecturi suplimentare
- Mueller, Dieter (2005) [2004]. „Faimosul / infamul MC14500” . Arhivat din original pe 03-08-2017 . Adus 18-07-2018 .
- Mueller, Dieter (2008). „MC14500 și aritmetică” . Arhivat din original la 20.05.2017 . Adus 18-07-2018 .
- Mueller, Dieter (2008). „O modificare MC14500” . Arhivat din original la 20.03.2017 . Adus 18-07-2018 .
linkuri externe
- Schembri, Thierry; Bizoirre, Sylvain; Boisseau, Olivier; Chauvaud, Pierre-Emmanuel. „Computer WDR-1-Bit” . OLD-COMPUTERS.COM . Arhivat din original la 20.05.2017 . Adus 20.05.2017 .
