İçeriğe atla

32 bit bilgi işlem

Bilgisayar mimarisinde 32-bit bilgi işlem, 32-bit birimlerde veriyi işleyen işlemci, bellek ve diğer önemli sistem bileşenlerini içeren bilgisayar sistemlerine verilen addır.[1][2] Daha küçük bit boyutlarıyla karşılaştırıldıklarında, 32-bit bilgisayarlar daha büyük hesaplamaları daha verimli yapabilir ve bir işlemci saat döngüsünde daha fazla veriyi işleyebilir. Tipik 32-bit kişisel bilgisayarlar ayrıca 32-bit adres veriyoluna sahiptir ve önceki nesil sistem mimarilerinin izin verdiği miktardan çok daha fazla olan 4 GB'a kadar RAM'e erişime izin verir.[3]

32-bit tasarımlar, elektronik hesaplamanın ilk günlerinden beri, deneysel sistemlerde ve ardından büyük ana bilgisayar ve mini bilgisayar sistemlerinde kullanılmaktadır. İlk hibrit 16/32-bit mikroişlemci Motorola 68000, 1970'lerin sonlarında tanıtıldı ve orijinal Apple Macintosh gibi sistemlerde kullanıldı. HP FOCUS, Motorola 68020 ve Intel 80386 gibi tamamen 32 bit mikroişlemciler 1980'lerin başından ortalarına kadar piyasaya sürüldü ve 1990'ların başında baskın hale geldi. Bu nesil kişisel bilgisayarlar, World Wide Web'in ilk kitlesel olarak benimsenmesiyle aynı zamana denk geldi ve bunu mümkün kıldı. 32 bit mimariler, belirli uygulamalarda hala yaygın olarak kullanılırken, PC pazarındaki hakimiyetleri 2000'lerin başında sona erdi.

Dosya biçimi

32-bit dosya biçimi her temel bilginin 32 bit (4 bayt) üzerine tanımlandığı ikili (binary) dosya biçimidir. Bu dosya biçimine örnek olarak Geliştirilmiş Meta Dosyası Biçimi verilebilir.

Ayrıca bakınız

Tam sayı saklama aralığı

32-bit bir kayıt 2 32 farklı değer saklayabilir. 32-bitte saklanabilecek tam sayı değer aralığı, kullanılan tam sayı gösterimine bağlıdır. En yaygın iki gösterimden ilki (işaretsiz) ikili sayının aralığı 0 ila 4.294.967.295 (2 32 − 1) ve ikinci gösterim olan ikinin tümleyeni içinse aralık −2.147.483.648 (−2 31 ) ila 2.147.483.647 (2 31 − 1) arasındadır.

Önemli sonuçlardan birisi, 32-bitlik bellek adreslerine sahip bir işlemci bayt-adreslenebilir belleğin en fazla 4 GiB'ına direkt olarak erişebilir (pratikte bu limit daha düşük olabilir).

Mimariler

Genel amaçlı bilgi işlemde kullanılan öne çıkan 32-bit komut seti mimarileri arasında IBM System/360 ve IBM System/370 (24 bit adreslemeye sahipti) ve System/370-XA, ESA/370 ve ESA/390 (31 bit adreslemeye sahipti), DEC VAX, NS320xx, Motorola 68000 ailesi (ilk iki modeli 24-bit adreslemeye sahipti), x86 mimarisinin 32-bit sürümü olan Intel IA-32 ve ARM,[4] SPARC, MIPS, PowerPC ve PA-RISC mimarilerinin 32-bit sürümleri bulunur. Gömülü bilgi işlem için kullanılan 32-bit komut seti mimarileri, 68000 ailesini ve ColdFire, x86, ARM, MIPS, PowerPC ve Infineon TriCore mimarilerini içerir.

Teknik tarih

Dünyanın ilk depolanmış program elektronik bilgisayarı olan Manchester Baby, 1948'de 32-bit mimari kullandı, ancak bu yalnızca 32-bit mimariye bir kanıttı ve pratik olarak çok az kapasiteye sahipti. Bir Williams tüpünde yalnızca 32 tane 32-bit RAM kelimesi tuttu ve sadece çıkarma işlemi yapabiliyordu, toplama işlemi yapamıyordu.

Belleğin yanı sıra diğer dijital devreler ve kablolama, 32-bit mimarilerin ilk on yıllarında (1960'lardan 1980'lere kadar) pahalıydı.[5] Bu nedenle, daha eski 32-bit işlemci aileleri (veya daha basit, daha ucuz varyantları), maliyetleri düşürmek için birçok taviz ve sınırlamaya sahip olabilirdi. Bu, örneğin 16-bitlik bir ALU veya 32-bitten daha dar harici (veya dahili) veri yolları, bellek boyutunu sınırlama veya komut alma, yürütme veya geri yazma için daha fazla döngü talep etme olabilir.

Buna rağmen, bu tür işlemciler, hala 32-bitlik kayıtlara ve 32-bitlik nicelikleri işleyebilen talimatlara sahip olduklarından, 32-bit olarak etiketlenebilir. Örneğin, IBM System/360 Model 30'da 8-bitlik bir ALU, 8-bitlik dahili veri yolları ve 8-bitlik bir bellek yolu vardı[6] ve orijinal Motorola 68000'de 16-bitlik bir veri ALU'su ve bir-16 bit harici veri yolu vardı ancak 32-bit kayıtlara ve 32-bit yönlendirilmiş komut setine sahipti. 68000 tasarımına bazen 16/32-bit adı verilirdi.[7]

Ancak, daha yeni 32-bit tasarımlar için genellikle bunun tersi geçerlidir. Örneğin, Pentium Pro işlemci, 32-bitlik kayıtlara ve 32-bitlik nicelikleri yöneten talimatlara sahip 32-bitlik bir makinedir, ancak harici adres yolu 36 bit genişliğindedir ve 4 GB'tan daha büyük bir adres alanı sağlar ve harici veri yolu, öncelikle talimatların ve verilerin daha verimli bir şekilde önceden getirilmesine izin vermek için 64 bit genişliğindedir.[8]

Kaynaklar

  1. ^ Prosise, Jeff (7 Kasım 1995). "16 or 32 Bits: Should It Matter to You?". PC Magazine. ss. 321-322. 27 Şubat 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Kasım 2022. 
  2. ^ Buchanan, William (1997). Software Development for Engineers : C/C++, Pascal, Assembly, Visual Basic, HTML, Java Script, Java DOS, Windows NT, UNIX. Burlington: Elsevier Science. s. 230. ISBN 978-0-08-054137-2. OCLC 854975383. 
  3. ^ Venkateswarlu, N.B. (2012). Essential Computer and IT Fundamentals for Engineering and Science Students. S. Chand Publishing. s. 143. ISBN 978-81-219-4047-4. 
  4. ^ "ARM architecture overview" (PDF). 6 Mart 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 6 Mart 2023. 
  5. ^ Readings in Computer Architecture. San Diego: Academic Press. 2000. s. 136. ISBN 9781558605398. 
  6. ^ IBM System/360 Model 30 Functional Characteristics (PDF). IBM. August 1971. ss. 8, 9. GA24-3231-7. 10 Mart 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 10 Mart 2023. 
  7. ^ "Motorola 68000 Family Programmer's Reference Manual" (PDF). 1992. s. 1Şablon:Hyp1. 3 Aralık 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 18 Ocak 2022. 
  8. ^ "Intel's P6 Uses Decoupled Superscalar Design" (PDF). Microprocessor Report. 16 Şubat 1995. 7 Mayıs 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 3 Aralık 2012.  Birden fazla yazar-name-list parameters kullanıldı (yardım); Yazar |ad1= eksik |soyadı1= (yardım)

İlgili Araştırma Makaleleri

Komut kümesi mimarisi, CPU'nun yazılım tarafından nasıl kontrol edileceğini tanımlayan bilgisayar soyut modelinin bir parçasıdır. ISA, işlemcinin ne yapabileceğini ve bunu nasıl yapacağını belirterek donanım ve yazılım arasında bir arayüz gibi davranır.

MIPS, Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages, MIPS teknolojileri adlı firma tarafından 1985 yılında geliştirilmiş indirgenmiş komut kümesi türü bir mikroişlemci mimarisidir.

<span class="mw-page-title-main">Amiga</span>

Amiga, 1980'lerin ortasından 1990'ların ortasına kadar Commodore şirketi tarafından üretilmiş ve özellikle ufak boyutlu modelleri olan A500 ve A1200 ile döneminin en popüleri olan kişisel bilgisayar sistemlerinin ortak adı.

<span class="mw-page-title-main">Merkezî işlem birimi</span> bir bilgisayar programının talimatlarını, talimatlar tarafından belirtilen temel aritmetik, mantıksal, kontrol ve giriş/çıkış (G/Ç) işlemlerini gerçekleştirerek yürüten ve diğer bileşenleri koordine eden bir bilgisayar içindeki elektro

Merkezî işlem birimi, dijital bilgisayarların veri işleyen ve yazılım komutlarını gerçekleştiren bölümüdür. Çalıştırılmakta olan yazılımın içinde bulunan komutları işler. Mikroişlemciler ise tek bir yonga içine yerleştirilmiş bir merkezî işlem birimidir. 1970'lerin ortasından itibaren gelişen mikroişlemciler ve bunların kullanımı, günümüzde MİB teriminin genel olarak mikroişlemciler yerine de kullanılması sonucunu doğurmuştur.

i386

Intel 80386 veya i386, 80286'dan sonraki Intel mikroişlemcisi.

<span class="mw-page-title-main">Intel 80286</span>

Intel 80286 veya i286, 8086/8088'dan sonraki intel işlemcisidir.

<span class="mw-page-title-main">GNU Debugger</span>

GNU Debugger(GDB olarak kısaltılır) GNU yazılım sistemi için kullanılan bir hata ayıklayıcıdır (debugger). Unix tabanlı pek çok sisteminde, C, C++ ve Fortran gibi birçok programlama dilinde çalışan taşınabilir bir hata ayıklayıcıdır.

<span class="mw-page-title-main">Intel 8086</span> Intel tarafından geliştirilmiş bir mikroişlemci yongasıdır

8086 Intel tarafından geliştirilmiş, x86 mimarisi 'nin gelişmesine yol açan 16-bit mimarisinde bir mikroişlemci yongasıdır. Intel tarafından 8086 tasarımının geliştirmesine 1976 yılı baharında başlanmış ve 1978 yılı yaz aylarında ilk çip piyasaya sürülmüştür. 1979 yılında piyasaya sürülen Intel 8088, daha ucuz ve az sayıda çevre birimi kullanımına olanak veren, ayrıca IBM PC tasarımında kullanılan 8254 CTC, 8255 PIO ve 8259 PIC gibi 8080-ailesi çevre birimleri ile uyumlu olacak şekilde 8-bitlik bir data bus eklenerek hafifçe modifiye edilmiş bir versiyondur. İlave olarak daha basit ve ucuz PCB tasarımı gerektirmekte ve daha az sayıda DRAM çipine gereksinim duymaktadır. Intel 8088 orijinal IBM PC tasarımında kullanılan işlemci olması özelliğiyle de kayda değerdir.

<span class="mw-page-title-main">PowerPC</span>

PowerPC, AIM olarak bilinen Apple-IBM-Motorola ittifakının 1991'de geliştirdiği bir RISC mikroişlemcisidir. Genel olarak kişisel bilgisayarlar içindir. PowerPC merkezi işlem birimleri (CPU) gömülü (embedded) ve yüksek performans işlemcileri olduğu için popüler olmuştur. PowerPC 1990'da AIM' in ve PReP'in temel taşı oldu, fakat mimari Apple'ın Macintosh'unun 1994–2006 modellerinde daha başarılı bulundu.

Bellek haritalı G/Ç ve bağlantı kapılı G/Ç, bilgisayarda CPU ve G/Ç cihazları arasındaki G/Ç işlevini yerine getirmek için kullanılan iki metottur. Başka bir metot ise ayrı bir G/Ç işlemcisi kullanılarak yapılan bir metottur. (IBM'in büyükboy bilgisayarlarında kullanılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Mikroişlemci</span> ana işlem biriminin fonksiyonlarını tek bir yarı iletken tümdevrede birleştiren programlanabilir sayısal elektronik bileşen

Mikroişlemci, işlemci olarak da bilinen, merkezî işlem biriminin (CPU) fonksiyonlarını tek bir yarı iletken tüm devrede (IC) birleştiren programlanabilir bir sayısal elektronik bileşendir.

Saniye başına komut (IPS) bilgisayar işlemcisinin hızının bir ölçüsüdür. Rapor edilen birçok IPS değeri, birkaç bölüm ile yapay komut dizilerinde en yüksek işletim hızını temsil etmiştir, oysa gerçeğe uygun iş yükleri, komutların bir karışımını ve çift uygulamaları içerir, bunların bazılarını işletmek diğerlerinden daha uzun sürer. Bellek sıradüzenselliğinin performansı, işlemci performansını oldukça etkilemesinin yanı sıra MIPS hesaplamalarında dikkate alınan bir sorundur. Bu problemlerden dolayı, araştırmalar, ortak kullanılan uygulamalarda asıl etkileyici performansı ölçmek için, SPECint gibi standartlaştırılmış testleri meydana getirmiş ve yeni oluşan IPS kullanılmaz hale gelmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Bilgisayar mimarisi</span>

Bilgisayar mimarisi, en küçüğe ve en başarılıya ulaşmayı hedeflerken aynı zamanda maliyeti de göz önünde bulundurduğu için sanat ve bilimin ortak buluştuğu nokta olarak da tanımlanır. Bilgisayar Mimarisi, bilgisayar parçalarının iç yapıları ve aralarındaki haberleşme bağlantıları ile ilgilidir.

<span class="mw-page-title-main">IBM POWER mimarisi</span>

IBM POWER, IBM tarafından geliştirilen RISC tabanlı bir komut kümesi mimarisidir. POWER serisi mikroişlemcileri ana işlemci olarak birçok IBM sunucusunda, küçük bilgisayarlarda, iş istasyonlarında ve süper bilgisayarlarda kullanılıyor. POWER3 ve sonrasında gelen POWER mikroişlemci serilerinde tamamıyla 64-bit PowerPC mimarisi uygulanmıştır. POWER3 ve üstü mikroişlemcilerde eski POWER komutları uygulanmamıştır.

<span class="mw-page-title-main">Harvard mimarisi</span>

Harvard mimarisi, veri ve komutların Merkezi İşlem Birimine giden kanallarının ayrılması ile oluşturulmuş MİB mimarisidir. İsmini ilk kez bu mimariyi kullanan bilgisayar Harvard Mark I'den almıştır. Bu mimariyi kullanan makinalar, veriler ile komutlar arasında herhangi bir köprü bulundurmazlar. Veri adresi 8-bit iken program (komut) adresi genellikle 14-bittir.

<span class="mw-page-title-main">Motorola 6800</span>

6800 Motorola tarafından 1974 yılında tasarlanan 8 bitlik bir mikroişlemcidir. MC6800 mikroişlemcisi M6800 Mikro bilgisayar sisteminin parçasıydı. Sistem aynı zamanda seri ve paralel arayüzler sahipti; ICs, RAM, ROM ve diğer destek çipleri gibi. Önemli tasarım özelliği M6800 ailesi IC'lerin diğer mikroişlemcilerin çoğunluğu üç gerilime ihtiyaç duyduğu halde yalnızca bir beş voltluk güç kaynağı gerektirmesiydi. M6800 Mikrobilgisayar Sistemi Mart 1974'te tam üretime geçti.

8-bit, bilgisayar mimarisinde 8 bit genişiğindeki tamsayılar, bellek adresleri veya diğer veri birimlerini ifade etmektedir. Ayrıca, 8-bit CPU ve ALU mimarileri, bu boyuttaki yazmaçlara, adres yollarına veya veri yollarına dayalı olanlardır. 8-bit ayrıca, 8-bit mikroişlemcilerin norm olduğu bir mikrobilgisayar neslini de tanımlamaktadır.

16-bit, bilgisayar mimarisinde 16 bit genişliğindeki tamsayılar, bellek adresleri veya diğer veri birimlerini ifade etmektedir. Ayrıca, 16-bit CPU ve ALU mimarileri, bu boyuttaki yazmaçlara, adres yollarına veya veri yollarına dayalı olanlardır. 16-bit ayrıca, 16-bit mikroişlemcilerin norm olduğu bir mikrobilgisayar neslini de tanımlamaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Motorola 68000</span>

Motorola 68000, 16/32 bitlik CISC mikroişlemcisidir ve 1979'da Motorola Semiconductor Ürünleri Bölümü tarafından üretilmiştir

Mano makinesi teorik olarak M. Morris Mano tarafından tanımlanan bir bilgisayardır. Bir merkezi işlem birimi, rasgele erişimli bellek ve bir giriş-çıkış veri yolu içerir. Sınırlı buyruk kümesi ve küçük adres alanı, mikrodenetleyici olarak kullanılmasını sınırlar. Ancak Verilog veya VHDL gibi bir HDL dili kullanılarak 32 bitlik bir birikeç (akümülatör) yazmacına ve 28 bitlik adreslemeye sahip olacak ve yeni talimatlar için yer açacak şekilde kolayca genişletilebilir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.