Computação de 8 bits - 8-bit computing
Larguras de bits da arquitetura do computador |
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Pedaço |
Aplicativo |
Precisão de ponto flutuante binário |
Precisão de ponto flutuante decimal |
Na arquitetura de computador , inteiros de 8 bits ou outras unidades de dados são aqueles que têm 8 bits de largura (1 octeto ). Além disso, as arquiteturas de CPU e ALU de 8 bits são aquelas baseadas em registradores ou barramentos de dados desse tamanho. Endereços de memória (e, portanto , barramentos de endereço ) para CPUs de 8 bits são geralmente maiores do que 8 bits, geralmente 16 bits, embora possam, em teoria, ser de 8 bits e, em algumas situações, endereços de 8 bits também são usados com 16 bits endereços de bits usados principalmente. '8 bits' é também uma geração de microcomputadores em que os microprocessadores de 8 bits eram a norma.
O termo '8 bits' também se aplica aos conjuntos de caracteres que podem ser usados em computadores com bytes de 8 bits, sendo os mais conhecidos as várias formas de ASCII estendido , incluindo a série ISO / IEC 8859 de conjuntos de caracteres nacionais - especialmente latinos 1 para os idiomas inglês e da Europa Ocidental.
O IBM System / 360 introduziu memória endereçável por byte com bytes de 8 bits, em oposição à memória endereçável por bits ou por dígitos decimais ou por palavra, embora seus registros de uso geral tivessem 32 bits de largura e os endereços estivessem contidos no menos 24 bits desses endereços. Diferentes modelos do System / 360 tinham diferentes larguras de caminho de dados internos; o IBM System / 360 Model 30 (1965) implementou a arquitetura System / 360 de 32 bits, mas tinha uma largura de caminho nativa de 8 bits e executou aritmética de 32 bits 8 bits por vez.
O primeiro microprocessador de 8 bits amplamente adotado foi o Intel 8080 , sendo usado em muitos computadores amadores no final dos anos 1970 e início dos anos 1980, geralmente executando o sistema operacional CP / M ; tinha palavras de dados de 8 bits e endereços de 16 bits. O Zilog Z80 (compatível com o 8080) e o Motorola 6800 também foram usados em computadores semelhantes. As CPUs Z80 e MOS Technology 6502 de 8 bits foram amplamente utilizadas em computadores domésticos e consoles de jogos de segunda e terceira geração nas décadas de 1970 e 1980. Muitas CPUs ou microcontroladores de 8 bits são a base dos sistemas embarcados onipresentes de hoje .
Detalhes
Um registro de 8 bits pode armazenar 2 8 valores diferentes. A faixa de valores inteiros que podem ser armazenados em 8 bits depende da representação inteira usada. Com as duas representações mais comuns, o intervalo é de 0 a 255 (2 8 - 1) para representação como um número binário ( sem sinal ) e −128 (−1 × 2 7 ) a 127 (2 7 - 1) para representação como complemento de dois .
CPUs de 8 bits usam um barramento de dados de 8 bits e podem, portanto, acessar 8 bits de dados em uma única instrução de máquina . O barramento de endereço tem normalmente um octeto duplo ( 16 bits ) de largura, devido a considerações práticas e econômicas. Isso implica em um espaço de endereço direto de 64 KB (65.536 bytes) na maioria dos processadores de 8 bits.
A maioria dos computadores domésticos da era de 8 bits explorava totalmente o espaço de endereço, como o BBC Micro (Modelo B) com 32 KB de RAM mais 32 KB de ROM . Outros, como o muito popular Commodore 64, tinham 64 KB de RAM total, mais 20 KB de ROM, o que significa que com o endereçamento de 16 bits não era possível usar toda a RAM por padrão (por exemplo, do interpretador de linguagem BASIC incluído na ROM); sem explorar a comutação de banco , que permite quebrar o limite de 64 KB (RAM) em alguns sistemas. Outros computadores teriam apenas 1 KB (mais 4 KB de ROM), como o Spectrum ZX80 (enquanto o último muito popular Sinclair ZX Spectrum tinha mais memória), ou mesmo apenas 128 bytes de RAM (mais armazenamento de um cartucho de ROM ) , como em um antigo console de jogo Atari 2600 e, portanto, o endereçamento de 8 bits teria sido suficiente para a RAM, se não fosse necessário cobrir a ROM também). O Commodore 128 , e outros sistemas de 8 bits, ou seja, ainda com endereçamento de 16 bits, poderiam usar mais de 64 KB, ou seja, 128 KB de RAM, também o BBC Master com ele expansível para 512 KB de RAM.
Embora em geral CPUs de 8 bits tenham endereçamento de 16 bits, em algumas arquiteturas você tem ambos, como no MOS Technology | 6502 CPU, onde a página zero é usada extensivamente, salvando um byte nas instruções de acesso a essa página, e também tendo instruções de endereçamento de 16 bits que levam 2 bytes para o endereço mais 1 para o opcode. Normalmente os registros de índice são de 8 bits (enquanto outras CPUs de "8 bits", como Motorola 6800 tinham registros de índice de 16 bits), como a CPU 6502, e então o tamanho das matrizes endereçadas usando instruções de endereçamento indexadas são no máximo 256 bytes, sem a necessidade de código mais longo, ou seja, o endereçamento de 8 bits para cada array individual.
CPUs notáveis de 8 bits
O primeiro processador comercial de 8 bits foi o Intel 8008 (1972), originalmente destinado ao terminal inteligente Datapoint 2200 . A maioria dos concorrentes da Intel começou com esses microprocessadores de 8 bits orientados a caracteres. Variantes modernizadas dessas máquinas de 8 bits ainda são um dos tipos mais comuns de processador em sistemas embarcados.
Outro CPU notável de 8 bits é o MOS Technology 6502 . Ele, e suas variantes, foram usados em vários computadores pessoais, como o Apple I e Apple II , a família Atari de 8 bits , o BBC Micro e o Commodore PET e Commodore VIC-20 , e em vários de consoles de videogame, como o Atari 2600 e o Nintendo Entertainment System .
Fabricante | Processador | Ano | Comente |
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Intel | 8008 | 1972 | Compatível com Datapoint 2200 |
Signética | 2650 | 1973 | |
Intel | 8080 | 1974 | 8008 fonte compatível |
Motorola | 6800 | 1974 | |
Fairchild | F8 | 1975 | |
MOS | 6502 | 1975 | Semelhante a 6800, mas incompatível |
Microchip | FOTO | 1975 | Microcontrolador de arquitetura Harvard |
Matrizes Eletrônicas | EA9002 | 1976 | Dados de 8 bits, endereçamento de 12 bits |
RCA | 1802 | 1976 | |
Zilog | Z80 | 1976 | 8080 binário compatível |
Intel | 8085 | 1977 | 8080 binário compatível |
Zilog | Z8 | 1978 | Microcontrolador de arquitetura Harvard |
Motorola | 6809 | 1978 | 6800 fonte compatível |
Intel | 8051 | 1980 | Microcontrolador de arquitetura Harvard |
Motorola | 68008 | 1982 | Registros de 32 bits, endereçamento de 20 ou 22 bits, três ALUs de 16 bits, barramento de dados de 8 bits; Motorola 68000 compatível com software, 6809 compatível com hardware |
MOS | 6510 | 1982 | Aprimorado 6502 feito sob medida para uso no Commodore 64 |
Ricoh | 2A03 | 1982 | Clone 6502 sem instruções BCD para o Nintendo Entertainment System |
Zilog | Z180 | 1985 | Compatível com binário Z80 |
Motorola | 68HC11 | 1985 | |
Atmel | AVR | 1996 | |
Zilog | EZ80 | 1999 | Compatível com binário Z80 |
Infineon | XC800 | 2005 | |
Freescale | 68HC08 | ||
Hudson | HuC6280 | 65C02 binário compatível | |
Motorola | 6803 | ||
NEC | 78K0 |