| Larguras de bit emarquitetura de computadores |
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| Tamanho da palavra (em bits) |
| Tipos primitivos devariáveis |
| Unidades de informação |
Naarquitetura do computadores,inteiros (ou outras unidades dedados)de 1 bit são aqueles que têm 1bit (1/8octeto) de largura. Além disso,arquiteturas de 1 bit daunidade central de processamento (CPU) e daunidade lógico-aritmética (ALU) têmregistradores desse tamanho.
Não há computadores oumicrocontroladores de qualquer tipo que sejam exclusivamente de 1 bit para todos os registradores ebarramentos de endereços. Um registrador de 1 bit só pode armazenar 21 valores diferentes, ou seja, 0 ou 1 (desligado ou ligado, respectivamente). Isso é muito restritivo e, portanto, não é suficiente para umcontador de programa que, em sistemas modernos, é implementado em um registradoron-chip, mas que não é implementadoon-chip em alguns sistemas de 1 bit.Opcodes para pelo menos uma arquitetura de processador de 1 bit eram de 4 bits e o barramento de endereço era de 8 bits.
Embora as CPUs de 1 bit sejam obsoletas, o primeiro computador denanotubos de carbono de 2013 foi umamáquina de instrução única de 1 bit (e possuía apenas 178transistores).[1]
Umcomputador serial processa um bit de cada vez. Por exemplo, oPDP-8/S era um computador de12 bits usando uma ALU de 1 bit, processando os 12 bits serialmente.[2]
Um exemplo de um computador de 1 bit construído a partir de chipsSSI de lógica discreta é a calculadoraWang 500 (1970/1971),[3][4] as well as theWang 1200 bem como a sérieWang 1200 (1971/1972)[5] deeditores de texto desenvolvida pelaWang Laboratories.
Um exemplo de uma arquitetura de 1 bit que foi comercializada como uma CPU é a Unidade de Controle Industrial (ICU)Motorola MC14500B,[6][7] introduzida em 1977 e fabricada pelo menos até meados da década de 1990.[7] Seu manual afirma:
[...] Computadores e microcomputadores também podem ser utilizados, mas tendem a complicar demais a tarefa e muitas vezes requerem pessoal altamente qualificado para desenvolver e manter o sistema. Foi introduzido um dispositivo mais simples, concebido para funcionar com entradas e saídas seriais e configurado para parecer um sistema de relay. Estes dispositivos tornaram-se conhecidos pela indústria decontrole comocontroladores lógicos programáveis (PLC). A Unidade de Controle Industrial (ICU)Motorola MC14500B é a encarnação monolítica da arquitectura central do PLC [...]
Há funções para quais máquinas de 1 bit são ruins para. [...] Sob certas circunstâncias, uma combinação de uma MPUMC6800 e uma ICU MC14500B pode ser a melhor solução. [...]
Contador de Programa
Ocontador de programa é composto por doiscontadoresup-down MC145168 encadeados para criarem endereços de memória de8 bits. Isso dá o sistema a capacidade de endereçar 256palavras de memória diferentes. Os contadores são configurados para contarem no crescente dosinal de relógio da ICU e resetarem para zero quando a ICU é resetada. Note que a sequência do contador de programa não pode ser alterada por qualquer operação da ICU. Isso confirma que o sistema é configurado para ter uma estrutura de controle cíclica.Memória
A memória para esse sistema é composta por uma memória MCM7641PROM de palavras de 512 por 8 bits. Porque o contador de programas só tem 8 bits de largura, só 256 palavras (metade da memória) podem ser usadas de uma vez. Porém, ao ligar obit mais significativo com o baixo ou alto do endereço de memória, o designer do sistema pode escolher entre dois programas diferentes com uma única opção dejumper. Isso pode ser desejável caso se queira mudanças de sistema extremamente rápidas.[…] Computers and microcomputers may also be used, but they tend to overcomplicate the task and often require highly trained personnel to develop and maintain the system. A simpler device, designed to operate on inputs and outputs one-at-a-time and configured to resemble a relay system, was introduced. These devices became known to the controls industry asProgrammable Logic Controllers (PLC). The Motorola MC14500B Industrial Control Unit (ICU) is the monolithic embodiment of the PLC's central architecture […]
There are functions for which one bit machines are poorly suited. […] Under some circumstances, a combination of anMC6800 MPU and an MC14500B ICU may be the best solution. […]
Program Counter
Theprogram counter is composed of two MC145168 binary up-counters chained together to create 8 bits of memory address. This gives the system the capability of addressing 256 separate memory words. The counters are configured to count up on the rising edge of the ICU clock (CLK) signal and reset to zero when the ICU is reset. Notice that the program counter count sequence cannot be altered by any operation of the ICU. This confirms that the system is configured to have a looping control structure.Memory
The memory for this system is composed of one MCM7641 512-word by 8 bit PROM memory. Because the program counter is only 8 bits wide, only 256 words, (half of the memory), can be used at any one time. However, by wiring the most significant bit of the memory's address high or low, the system designer can select between two separate programs with only a jumper option. This might be a desirable feature if extremely fast system changes are required.— MC14500B Industrial Control Unit Handbook[6] (em inglês)
Um dos computadores conhecidos por serem baseados nessa CPU é ocomputador WDR de 1 bit.[8] Uma sequência típica de instruções de um programa para uma arquitetura de 1 bit poderia ser:
Essa arquitetura foi considerada superior para programas que tomam decisões em vez de realizar cálculos aritméticos, paradiagramas de escada, e também para processamento de dados seriais.[6]
Existem também vários estudos de design para arquiteturas de 1 bit nos meios acadêmicos, e a lógica correspondente de 1 bit também pode ser encontrada na programação.
Outros exemplos de arquiteturas de 1 bit são oscontroladores lógicos programáveis (PLCs), programados nalista de instruções (IL).
Vários dos primeiros computadoresmassivamente paralelos também usavam arquiteturas de 1 bit para os processadores. Exemplos incluem oGoodyear MPP de maio de 1983 e aConnection Machine de 1985. Usando uma arquitetura de 1 bit para os processadores individuais, uma matriz muito grande (por exemplo, a Connection Machine tinha 65.536 processadores) podia ser construída com a tecnologia de chip disponível na época. Nesse caso, a computação lenta de um processador de 1 bit foi compensada pelo grande número de processadores.
CPUs de 1 bit agora podem ser consideradas obsoletas; poucas arquiteturas de 1 bit foram produzidas. Ainda em 202 alguns chips MC14500B estavam disponíveis em lojas para peças obsoletas.[9][10]
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.
