معمارية 1 بت
| معمارية الحاسوب حسب عدد البتات |
|---|
| بت |
| تطبيقات |
| دقة حسابات الفاصلة المتحركة |
| دقة الفاصلة المتحركة العشرية |
يمكن تعريف معمارية الحاسوب الـ 1 بت (بالإنجليزية: 1-bit)، بإنها العدد الصحيح (بالإنجليزية: Integer) أو البيانات الأخرى بحجم 1 بت (تساوي أيضا ثمن الأُثمون (بالإنجليزية: octet)). وتندرج تحتها أيضًا معماريات وحدة المعالجة المركزية (بالإنجليزية: CPU) ووحدة الحساب والمنطق (بالإنجليزية: ALU) والتي تكون فيها مسجلات المعالج بحجم 1 بت.
لا توجد حواسيب أو متحكمات دقيقة من أي نوع تكون بحجم بت واحد فقط لجميع المسجلات وناقلات العناوين (بالإنجليزية: Address bus). يمكن للمسجل ذي البت الواحد تخزين قيمتين مختلفتين فقط، وهذا مُقيد للغاية وبالتالي لا يكفي لعداد البرنامج (بالإنجليزية: Program counter) والذي يتم تنفيذه في الأنظمة الحديثة في مسجلات المعالجات بالنظام على الرقاقة، والذي لا يمكن تشغيله على الرقاقة في بعض الأنظمة ذات البت الواحد، لذلك أصبحت رموز التعليمات البرمجية التشغيلية لبنية المعالجات ذات البت الواحد بحجم 4 بت وأصبحت ناقلات العناوين بحجم 8 بت.
في حين أن الحوسبة ذات البت الواحد قد عفا عليها الزمن في الغالب، إلا أن الاتصالات التسلسلية ذات البت الواحد لا تزال مستخدمة في أجهزة الكمبيوتر الحديثة، والتي هي بخلاف ذلك بحجم 64 بت، وبالتالي لديها أيضًا ناقلات عناوين أكبر بكثير.
في حين أن وحدات المعالجة المركزية ذات البت الواحد قد عفا عليها الزمن، فإن أول حاسوب من أنابيب الكربون النانوية [الإنجليزية] من عام 2013 هو جهاز كمبيوتر بمجموعة تعليمات واحدة ذات بت واحد [الإنجليزية] (يحتوي على 178 ترانزستور فقط؛ نظرًا لأنه يحتوي على تعليمة واحدة فقط، فإنه يمكنه محاكاة 20 تعليمة ميبس).[1]
1 بت
[عدل]يقوم الحاسوب التسلسلي بمعالجة البيانات بمعدل بت واحد في كل مرة. على سبيل المثال، كان جهاز بي دي بي-8/إس [الإنجليزية] عبارة عن حاسوب 12 بت يستخدم وحدة حسابية منطقية بحجم 1 بت، ويقوم بمعالجة 12 بتًا بشكل تسلسلي.[2]
احدي الأمثلة على أجهزة الحاسوب أحادية البت المصنوعة من الرقاقات التكاملية الصغيرة (بالإنجليزية: SSI)، الآلة الحاسبة وانج 500 [الإنجليزية] والتي صدرت ما بين العام 1970 و1971،[3][4] بالإضافة إلى سلسلة معالجات النصوص وانج 1200 [الإنجليزية] والتي صدرت ما بين العام 1971 و1972،[5] والتي طورتهما مختبرات وانج [الإنجليزية].
من الأمثلة على المعماريات أحادية البت التي تم تسويقها كنظام تحكم صناعي (بالإنجليزية: ICU) هي موتورولا ام سي 14500 بي [الإنجليزية]،[6][7] والتي تم طرحها في عام 1977 وتم تصنيعها حتى منتصف التسعينيات على الأقل.[7] تنص كتيباتها على ما يلي:
هناك وظائف لا تصلح لها الآلات أحادية البت. […] في بعض الظروف، قد يكون الجمع بين ما بين المعالج المصغر موتورولا 6800 [الإنجليزية] ونظام التحكم الصناعي موتورولا ام سي 14500 بي إحدى أفضل الحلول.....
عداد البرنامج
يتألف عداد البرنامج من عدادين ثنائيين مكونتان من ام سي 14500 بي متصلين معًا ممكنة له قرأه 8 بتات من عناوين الذاكرة. يمنح هذا النظام القدرة على معالجة 256 كلمة ذاكرة منفصلة. تم تكوين العدادات للعد تصاعديًا على الحافة الصاعدة لساعة النظام التحكم الصناعي (بالإنجليزية: CLK) ويقوم بإعادة الضبط إلى الصفر عند إعادة ضبط وحدة نظام التحكم الصناعي. لاحظ أنه لا يمكن تغيير تسلسل عداد البرنامج بواسطة أي عملية من عمليات نظام التحكم الصناعي، مؤكدًا أن هذا النظام مُهيأ ليكون له بنية تحكم متكررة..
الذاكرة
كان أحد أجهزة الحاسوب المعروفة التي تعتمد على هذا المعالج هو جهاز الحاسوب 1 بت دبليو دي أر.[9] قد يكون التسلسل النموذجي للتعليمات من برنامج لمعمارية 1 بت على النحو التالي:
- تحميل المدخل الرقمي 1 في سجل 1 بت؛
- أو فصل القيمة في سجل 1 بت مع الإدخال 2، وترك النتيجة في السجل؛
- كتابة القيمة في سجل 1 بت مخرجًا القيمة في 1.
تم اعتبار هذه المعمارية متفوقة للبرامج التي تتخذ القرارات بدلاً من إجراء العمليات الحسابية، وكذلك للبرمجة السلمية وكذلك لمعالجة البيانات التسلسلية.[6]
هناك أيضًا العديد من دراسات المعماريات أحادية البت في الأوساط الأكاديمية، ويمكن أيضًا العثور على منطق أحادي البت مقابلها في البرمجة.
ومن الأمثلة الأخرى على البنيات أحادية البتات وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (بالإنجليزية: PLCs)، المبرمجة في قائمة التعليمات [الإنجليزية] (بالإنجليزية: IL).
استخدمت العديد من أجهزة الحاسوب المتوازية الضخمة المبكرة معماريات أحادية البتات للمعالجات أيضًا. تشمل الأمثلة حاسوب جوديير إم بي بي [الإنجليزية] (بالإنجليزية: Goodyear MPP) في مايو 1983 وآلة التواصل (بالإنجليزية: Connection Machine) في عام 1985. باستخدام بنية أحادية البتات للمعالجات الفردية، يمكن إنشاء مجموعة كبيرة جدًا (على سبيل المثال، كان لدى آلة التواصل ما يقرب من 65536 معالجًا) باستخدام التقنيات المتاحة في ذلك الوقت. في هذه الحالة، تم التضحية بالحساب البطيء للمعالج أحادي البتات مقابل العدد الكبير من المعالجات.
يمكن اعتبار وحدات المعالجة المركزية أحادية البتات الآن قديمة، ولم يتم إنتاج العديد من الأنواع على الإطلاق، ولكن اعتبارًا من عام 2022، تتوفر بعض شرائح ام سي 14500 بي من بائعي الأجزاء القديمة.[10][11]
انظر أيضًا
[عدل]- معمارية بت تسلسلية [الإنجليزية]
- تقسيم البت
- تقطيع بت [الإنجليزية]
- آلة تورنغ
- تتيح واجهة الأجهزة الطرفية التسلسلية المحسنة (بالإنجليزية: eSPI) الاتصال ببت واحد
المراجع
[عدل]- ^ Courtland، Rachel (25 سبتمبر 2013). "First Computer Made From Carbon Nanotubes Debuts - The modest 1-bit, 1 kHz machine could usher in a new post-silicon era". IEEE Spectrum: Technology, Engineering, and Science News. مؤرشف من الأصل في 2022-06-15. اطلع عليه بتاريخ 2021-04-18.
- ^ "III. System Logic - 3.4. Control Circuits - 3.4.1 Adder". PDP-8/S Maintenance Manual (PDF) (ط. 4th printing). Maynard, Massachusetts, US: ديجيتال إكوبمينت. أغسطس 1969 [October 1967]. ص. 3-14–3-15. F-87S. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2021-10-23. اطلع عليه بتاريخ 2022-06-15. (191 pages)
- ^ Wasserman، Katie (مارس 2006) [January 2004]. "LED calculators rule her house". Computer Collector Newsletter / Technology Rewind (Interview). مقابلة مع Koblentz، Evan. مؤرشف من الأصل في 2019-12-27. اطلع عليه بتاريخ 2017-05-20.
Probably my most favorite is the Wang 500. It's got several unique things about it: a very unusual ROM memory made of hundreds of long enamel-coated wires wrapped around iron cores; a super-fast single-bit CPU built out of SSI logic chips; and of course tons of really cool-looking colorful keys.
- ^ Product Service - Schematic manual (PDF). Wang Laboratories, Inc. 1974. 03-0019-0. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2017-05-20. اطلع عليه بتاريخ 2017-05-20.
- ^ Battle، Jim (7 مارس 2010). "Wang 1200 - Wang WP History". مؤرشف من الأصل في 2017-05-21. اطلع عليه بتاريخ 2017-05-21.
- ^ ا ب ج Gregory، Vern؛ Dellande، Brian؛ DiSilvestro، Ray؛ Malarkey، Terry؛ Smith، Phil؛ Hadley، Mike (1977). Motorola MC14500B Industrial Control Unit Handbook - Theory and Operation of a CMOS one-bit processor compatible with B series CMOS devices (PDF). Motorola Semiconductor Products Inc. 33-B78/8.0. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2022-04-01. اطلع عليه بتاريخ 2017-05-20. (NB. Also available in German language under the title "Motorola MC14500B Industrial Control Unit Handbuch - Theorie und Anwendung eines Ein-Bit-CMOS-Prozessors".)
- ^ ا ب "Industrial Control Unit MC14500B". Motorola CMOS Logic Data (PDF). Semiconductor Technical Data (ط. revision 3). موتورولا. 1995. ص. 306–313. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2017-05-20. اطلع عليه بتاريخ 2012-08-01.
- ^ alldatasheet.com. "MCM7641 Datasheet, PDF". www.alldatasheet.com (بالإنجليزية). Retrieved 2025-02-08.
- ^ Ludwig, Volker; Paschenda, Klaus; Schepers, Heinz; Terglane, Hermann-Josef; Grannemann, Klaus; John, Burkhard; Komar, Hermann; Meinersen, Ludwig (1986). Fast alles über den WDR-1-Bit-Computer (PDF) (بالألمانية). Neuss & Recklinghausen, Germany: DATANorf. Archived (PDF) from the original on 2017-05-20. Retrieved 2017-05-20.
- ^ "MC14500B Price & Stock". www.digipart.com. مؤرشف من الأصل في 2022-06-15. اطلع عليه بتاريخ 2021-03-29.
- ^ "MC14500B". www.ebay.com. مؤرشف من الأصل في 2022-06-15. اطلع عليه بتاريخ 2019-11-04.
مزيد من الاطلاع
[عدل]- Mueller، Dieter (2005) [2004]. "The famous/infamous MC14500". مؤرشف من الأصل في 2017-08-03. اطلع عليه بتاريخ 2018-07-18.
- Mueller، Dieter (2008). "MC14500 and arithmetic". مؤرشف من الأصل في 2017-05-20. اطلع عليه بتاريخ 2018-07-18.
- Mueller، Dieter (2008). "A MC14500 modification". مؤرشف من الأصل في 2017-03-20. اطلع عليه بتاريخ 2018-07-18.
روابط خارجية
[عدل]- Schembri، Thierry؛ Bizoirre، Sylvain؛ Boisseau، Olivier؛ Chauvaud، Pierre-Emmanuel. "WDR-1-Bit Computer". OLD-COMPUTERS.COM. مؤرشف من الأصل في 2017-05-20. اطلع عليه بتاريخ 2017-05-20.
