معمارية 4 بت
قبل الخوض في التفاصيل، الحوسبة بـ 4 بت هي استخدام معماريات الحاسوب التي تكون فيها الأعداد الصحيحة ووحدات البيانات الأخرى بعرض 4 بت. تشير معماريات وحدة المعالجة المركزية ووحدة المنطق الحسابي القائمة على 4 بت إلى الأنظمة التي تعتمد على السجلات أو نواقل البيانات بهذا الحجم. وتُعرف مجموعة من أربع بتات باسم نايبل ، وتملك 16 قيمة ممكنة (حيث 24 = 16)، بنطاق يتراوح من 0 إلى 15. وفيما يلي تفاصيل أوسع عن ذلك.
وفي هذا السياق، رغم أن الحوسبة بـ 4 بت أصبحت قديمة، حيث أن وحدات المعالجة المركزية التي تدعم 4 بت كأقصى حجم لم تعد مستعملة، إلا أن الأعداد الصحيحة ذات 4 بت أو أقل، وكذلك الأعداد العائمة ذات 4 بت، بدأت تكتسب أهمية متزايدة في مجالات الذكاء الاصطناعي والنماذج اللغوية الكبيرة. كانت المعالجات بـ 4 بت تُستعمل على نطاق واسع في الآلات الحاسبة الإلكترونية، وفي تطبيقات أخرى تعتمد على الحسابات العشرية مثل سجلات النقد الإلكترونية، ومؤقتات أفران الميكروويف، وغيرها. ويُعزى ذلك إلى أن قيمة 4 بت تتسع لرقم عشري واحد مشفر ثنائيًا ، مما يجعلها مناسبة لمعالجة القيم العشرية بشكل مباشر. ونظرًا لأن 4 بت عمومًا غير كافية لتمثيل عنوان ذاكرة في البرامج أو البيانات الواقعية، فقد كانت نواقل البيانات في تلك الأنظمة أكبر حجمًا. فمثلًا، كان للمعالج الدقيق النموذجي إنتل 4004 ، المصمم بمعمارية 4 بت، ناقل بيانات بحجم 12 بت.
ومن ناحية أخرى، استُخدمت تصاميم 4 بت لفترة قصيرة عندما كانت الدوائر المتكاملة لا تزال مرتفعة التكلفة، وكانت تركز على التطبيقات الحساسة للتكلفة. وعلى الرغم من أن الحوسبة بـ 4 بت أصبحت قديمة إلى حد كبير، إلا أن قيم 4 بت لا تزال مستعملة في نفس الأدوار المرتبطة بالأنظمة العشرية التي صُممت لها، مع ملاحظة أن التطبيقات الحديثة أصبحت أوسع نطاقًا وتعالج عدة قيم 4 بت بالتوازي. ومن أمثلة ذلك تصميم في الثمانينيات. وبحلول التسعينيات، تم استبدال أغلب هذه الاستخدامات بتصاميم ثنائية للأغراض العامة.
سلسلة توشيبا TLCS-47
معالج ساترن من اتش بي HP Saturn (microprocessor)
ناقل/واجهة من إنتل للاتصال بحجم 4 بت
المصادر
وصلات خارجية
من جانب آخر، الخَلف المُحسن للحواسيب الحديثة، واجهة إنتل المحيطية التسلسلية المُحسنة ، تُتيح اتصالات ذات 1 بت، و2 بت، و4 بت
إنتل 4040
ومن جهة أخرى، محور أتميل MARC4 (atmel.com) - لا يوصى بها للتصاميم الجديدة.
إن إي سي μPD75X
انظر كذلك
إن إي سي μPD6P9 مرسل أشعة تحت حمرة عن بعد للتحكم
التاريخ
إنتل 4004
إضافةً إلى ذلك، علاوةً على ذلك، استعملت بعض الآلات الحاسبة المبكرة، مثل Casio AL-1000 (1967)، و Sinclair Executive (1972)، و HP Saturn (1984)، مسارات بيانات 4 بت للوصول إلى السجلات، بمعدل 4 بتات (رقم BCD واحد) في المرة الواحدة.
علاوةً على ذلك، وبالمثل، فإن سلسلة الحواسيب الصغيرة Data General Nova، التي تعتمد على معمارية 16 بت، كانت تعالج الأرقام داخليًا باستخدام وحدة حساب ومنطق 4 بت، فيما يُعرف بـ "تسلسل النبل".
علاوةً على ذلك، قد تبدو المعالجات ذات 4 بت محدودة القدرات، إلا أنها كانت وما زالت تلائم تطبيقات محددة، مثل الآلات الحاسبة، حيث يتسع كل رقم عشري ضمن أربعة بتات.
علاوةً على ذلك، وفي سنة 1974، ظهر أول حاسوب تجاري أحادي الشريحة بمعمارية 4 بت، وهو تكساس إنسترومنتس TMS 1000. احتوى هذا الحاسوب على وحدة معالجة مركزية (CPU) ذات 4 بت، تعتمد معمارية هارفارد، مع تعليمات بعرض 8 بت، وذاكرة للقراءة فقط (ROM) مدمجة للتعليمات، وذاكرة وصول عشوائي (RAM) للبيانات بكلمات 4 بت.
وفي هذا السياق، تُعد معالجات HP Saturn، المستعملة في الكثير من آلات حاسبة Hewlett-Packard بين عامي 1984 و 2003، من المعالجات "ذات 4 بت" (أو الهجينة 64/4 بت). تقوم هذه المعالجات، مثل إنتل 4004، بتجميع كلمات 4 بت لتشكيل عناوين ذاكرة أكبر، مثل عناوين 20 بت. وأغلب السجلات فيها بعرض 64 بت، لتخزين 16 رقمًا من 4 بتات.
من جهة ثانية، في سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي، استعملت بعض الحواسيب البحثية والتجارية تقنية "تقطيع البتات"، حيث يتم بناء وحدة الحساب والمنطق (ALU) من أقسام متعددة بعرض 4 بت، باستخدام شرائح مثل Am2901 أو 74181.
في هذا الإطار، شهدت بدايات المعالجات الدقيقة في سبعينيات القرن الماضي ظهور وحدات بمعمارية 4 بت. كان أول معالج دقيق تجاري من هذا النوع هو إنتل 4004، الذي يعتمد على الترميز العشري الثنائي (BCD)، وقد صُمم خصيصًا لتطبيقات الآلات الحاسبة في سنة 1971. تميز هذا المعالج بطول كلمة 4 بت، مع تعليمات 8 بت وعناوين ذاكرة 12 بت. تلاه معالج إنتل 4040، الذي أضاف دعمًا للمقاطعات وميزات أخرى متقدمة.
قائمة بمعالجات بحجم 4 بت
ومن ناحية أخرى، شهدت سبعينيات القرن الماضي ظهور تطبيقات برمجية ذات 4 بت في الأسواق الاستهلاكية، مثل الآلات الحاسبة الجيبية. واستمر استخدام هذه المعالجات في الألعاب الإلكترونية المحمولة باليد خلال الثمانينيات، نظرًا لتكلفتها المنخفضة.
ومن ناحية أخرى، يُعد روكويل PPS-4 معالجًا مبكرًا آخر بمعمارية 4 بت، تم تقديمه في عام 1972، وحقق انتشارًا واسعًا في الألعاب الإلكترونية المحمولة باليد وغيرها من التطبيقات المماثلة. خضع هذا المعالج لتحسينات مستمرة، وبحلول عام 1975، تم دمجه مع شرائح دعم إضافية لتشكيل حاسوب متكامل على شريحة واحدة.
من جهة ثانية، وعلى الرغم من أن Zilog Z80 هو معالج دقيق ذو 8 بت، إلا أن وحدة الحساب والمنطق الخاصة به تعتمد على معمارية 4 بت.
وفي السياق ذاته، نظرًا للقيود المفروضة على حجم البرامج، كانت برمجة معالجات 4 بت تتم باستخدام لغة التجميع أو لغة فورث، كما في حالة "عائلة MARC4 لوحدة المعالجة المركزية فورث ذات 4 بتات"، (التي توقف إنتاجها في الوقت الحالي). لغات البرمجة الشائعة، مثل لغة C، لا تدعم أنواع البيانات ذات 4 بت، حيث تتطلب أن يكون حجم نوع البيانات "char" 8 بتات على الأقل، وأن تكون جميع أنواع البيانات الأخرى مضاعفات لحجم الحرف.
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟