32-Bit-Computing

Im Rechnerarchitektur, 32-Bit Ganzzahlen, Speicheradressen, oder andere Daten Einheiten sind diejenigen, die 32 sind Bits (4 Oktetten) breit. Auch 32-Bit Zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und Arithmetik-Logikeinheit (ALU) Architekturen sind diejenigen, auf die basiert Register, Messbusse ansprechen, oder Datenbusse dieser Größe. 32-Bit Mikrocomputer sind Mikrocomputer, die 32-Bit verwenden Mikroprozessoren.

Reichweite für die Aufbewahrung von Ganzzahlen

Ein 32-Bit-Register kann 2 speichern32 verschiedene Werte. Das Angebot von ganze Zahl Werte, die in 32 Bit gespeichert werden können Ganzzahldarstellung Gebraucht. Mit den beiden häufigsten Darstellungen beträgt der Bereich 0 bis 4.294.967.295 (2)32 - 1) zur Darstellung als (ohne Vorzeichen) binäre Zahlund –2,147,483,648 (–231) bis 2.147.483.647 (2)31 - 1) zur Darstellung als Zwei ergänzt.

Eine wichtige Folge ist, dass ein Prozessor mit 32-Bit Speicheradressen kann zu höchstens 4 zugreifenGib von Byteadressibel Speicher (obwohl in der Praxis die Grenze niedriger sein kann).

Technische Geschichte

Das erste Speicherprogramm der Welt elektronischer Computer, das Manchester Babyverwendete 1948 eine 32-Bit-Architektur, obwohl es nur a war konzeptioneller Beweiß und hatte wenig praktische Kapazität. Es hielt nur 32 32-Bit-Wörter RAM auf a Williams Tubeund hatte keine Additionsoperation, nur Subtraktion.

Speicher sowie andere digitale Speicher Schaltungen und Verkabelung war in den ersten Jahrzehnten von 32-Bit-Architekturen (in den 1980er Jahren) teuer.[1] Ältere 32-Bit-Prozessorfamilien (oder einfachere, billigere Varianten davon) könnten daher viele Kompromisse und Einschränkungen haben, um die Kosten zu senken. Dies könnte ein 16-Bit sein AluZum Beispiel oder externe (oder interne) Busse schmaler als 32 Bit, begrenzt die Speichergröße oder fordern mehr Zyklen für den Anweisungsabruf, die Ausführung oder ein Schreiben.

Trotzdem könnten solche Prozessoren gekennzeichnet werden 32-BitDa sie noch 32-Bit-Register und Anweisungen hatten, in der sie in der Lage waren, 32-Bit-Mengen zu manipulieren. Zum Beispiel die IBM System/360 Modell 30 hatte einen 8-Bit-Alu, 8-Bit-internen Datenpfade und einen 8-Bit-Pfad zum Speicher.[2] und das Original Motorola 68000 hatte einen 16-Bit-Daten Alu und einen 16-Bit-externen Datenbus, hatte jedoch 32-Bit-Register und einen 32-Bit-Anweisungssatz. Das 68000 -Design wurde manchmal als bezeichnet 16/32-Bit.[3]

Das Gegenteil gilt jedoch oft für neuere 32-Bit-Designs. Zum Beispiel die Pentium Pro Der Prozessor ist eine 32-Bit-Maschine mit 32-Bit-Registern und Anweisungen, die 32-Bit-Mengen manipulieren. Der externe Adressbus ist jedoch 36 Bits breit, wobei ein größerer Adressraum als 4 GB und der externe Datenbus 64 Bit breit ist hauptsächlich um einen effizienteren Vorab der Anweisungen und Daten zu ermöglichen.[4]

Architekturen

Prominente 32-Bit-Unterrichtssatzarchitekturen, die im Allgemeinen verwendet werden, umfassen die IBM System/360 und IBM System/370 (welcher hatte 24-Bit Adressierung) und die System/370-XA, ESA/370, und ESA/390 (welcher hatte 31-Bit Adressierung), die Dez Vax, das NS320XX, das Motorola 68000 Familie (Die ersten beiden Modelle hatten eine 24-Bit-Adressierung), die Intel IA-32 32-Bit-Version der x86 Architektur und die 32-Bit-Versionen der ARM,[5] Sparc, MIPS, Powerpc und Pa-risc Architekturen. Zu den für das eingebetteten Computer verwendeten 32-Bit-Anweisungs-Set-Architekturen gehören die 68000-Familie und Kaltes Feuer, x86, Arm, Mips, Powerpc und Infineon Tricore Architekturen.

Anwendungen

Auf der x86 Architektur, eine 32-Bit-Anwendung bedeutet normalerweise Software Das verwendet normalerweise (nicht unbedingt) den 32-Bit-Linear Adressraum (oder Modellmodell für Flachspeicher) möglich mit dem 80386 und später Chips. In diesem Zusammenhang kam der Begriff zustande, weil DOS, Microsoft Windows und OS/2[6] wurden ursprünglich für die geschrieben 8088/8086 oder 80286, 16-Bit Mikroprozessoren mit a segmentiert Adressraum, in dem Programme zwischen den Segmenten wechseln mussten, um mehr als 64 zu erreichen Kilobytes von Code oder Daten. Da dies im Vergleich zu anderen Maschinenoperationen ziemlich zeitaufwändig ist, kann die Leistung leiden. Außerdem, Programmierung mit Segmenten neigen dazu, kompliziert zu werden; Besondere weit und nahe Schlüsselwörter oder Speichermodelle musste verwendet werden (mit Sorgfalt), nicht nur in Montagesprache aber auch in hochstufigen Sprachen wie z. Pascal, zusammengestellt BASIC, Forran, C, etc.

Der 80386 und seine Nachfolger unterstützen die 16-Bit-Segmente des 80286, aber auch Segmente für 32-Bit-Adress-Offsets (unter Verwendung der neuen 32-Bit-Breite der Hauptregister). Wenn die Basisadresse Von allen 32-Bit-Segmenten werden auf 0 gesetzt, und Segmentregister werden nicht explizit verwendet, die Segmentierung kann vergessen werden und der Prozessor erscheint mit einem einfachen linearen 32-Bit-Adressraum. Betriebssysteme Wie Windows oder OS/2 bieten die Möglichkeit, 16-Bit-Programme sowie 32-Bit-Programme auszuführen. Die frühere Möglichkeit besteht für Rückwärtskompatibilität und letzteres soll normalerweise für Neue verwendet werden Software-Entwicklung.

Bilder

In digitalen Bildern/Bildern bezieht sich 32-Bit normalerweise auf RGBA -Farbraum; das heißt 24-Bit wahre Farbe Bilder mit einem zusätzlichen 8-Bit Alpha -Kanal. Andere Bildformate geben ebenfalls 32 Bit pro Pixel an, wie z. Rgbe.

In digitalen Bildern bezieht sich 32-Bit manchmal auf Hochdynamische Bildgebung (HDR) Formate, die 32 Bit pro Kanal verwenden, insgesamt 96 Bit pro Pixel. 32-Bit-per-Kanal-Bilder werden verwendet, um Werte darzustellen, die heller als was SRGB Farbraum erlaubt (heller als weiß); Diese Werte können dann verwendet werden, um helle Highlights genauer beizubehalten, wenn entweder die Exposition des Bildes gesenkt wird oder wenn es durch einen dunklen Filter oder eine stumpfe Reflexion gesehen wird.

Zum Beispiel ist eine Reflexion in einem Öl -Slick nur ein Bruchteil der in einer Spiegeloberfläche zu sehen. HDR -Bilder ermöglichen die Reflexion von Highlights, die immer noch als hellweiße Bereiche anstatt stumpf angesehen werden können grau Formen.

Dateiformate

Ein 32-Bit-Dateiformat ist a Binärdatei Format für die jede elementare Informationen auf 32 Bit (oder 4) definiert ist Bytes). Ein Beispiel für ein solches Format ist das Verbessertes Metafilenformat.

Siehe auch

Verweise

  1. ^ Patterson, David; Ditzel, David (2000). Lesungen in Computerarchitektur. San Diego: Akademische Presse. p. 136. ISBN 9781558605398.
  2. ^ IBM System/360 Modell 30 Funktionale Eigenschaften (PDF). IBM. August 1971. S. 8, 9. GA24-3231-7.
  3. ^ "Motorola 68000 Familienprogrammierer Referenzhandbuch" (PDF). 1992. p. 1-1. Abgerufen 18. Januar 2022.
  4. ^ Gwennap, Linley (16. Februar 1995). "Intels P6 verwendet entkoppeltes Supercalar -Design" (PDF). Mikroprozessorbericht. Abgerufen 3. Dezember 2012.
  5. ^ "Armarchitekturübersicht" (PDF).
  6. ^ Es gab auch Varianten von Unix für den 80286.

Externe Links