Машинное слово

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

Маши́нное сло́во — машинно-зависимая и платформозависимая величина, измеряемая в битах или байтах (тритах или трайтах), равная разрядности регистров процессора и/или разрядности шины данных (обычно некоторая степень двойки)[1].

Занесение информации в память, а также извлечение её из памяти производится по адресам. Это свойство памяти называется адресуемостью.

В ранних ЭВМ размер слова совпадал с минимальным размером адресуемой информации (разрядностью данных, расположенных по одному адресу); в современных машинах минимальным адресуемым блоком информации называется байт, а слово состоит из нескольких байтов. Машинное слово определяет следующие характеристики аппаратной платформы:





История

На ранних компьютерах встречалась самая разная длина слова. В те времена компьютеры делились на бизнес-ориентированные и научные. В бизнес-ориентированных компьютерах, занимавшихся экономическими и бухгалтерскими расчётами, не требовалась высокая точность вычислений, так как суммы всегда округлялись лишь до двух знаков после запятой. В научных же вычислениях наиболее часто проводятся операции с вещественными числами, и точность вычислений (количество знаков после запятой) очень важна. Так как модули памяти для ранних компьютеров стоили дорого, выбор размера слова напрямую отражался как на точности вычислений, которые мог выполнять компьютер, так и на его стоимости. 48-битное слово в научных компьютерах пользовалось большой популярностью[2], потому что 32-битное слово позволяло выразить вещественные числа с 6-7-ю знаками после запятой, что было недостаточно из-за накопления ошибки округления при больших расчётах, а 64-битное слово с 15-16 знаками после запятой выходило далеко за рамки требований к точности. 48-битное слово позволяло выразить вещественное число с 10-ю знаками после запятой (считалось приемлемым для научных вычислений того времени).

В 1950-х — 1960-х годах во многих компьютерах, производимых в США, длина слова была кратна 6-и битам. Тогда использовалась шестибитная кодировка. Для представления всех цифр и букв английского алфавита достаточно было 6-и бит: <math>2^6=64</math> возможных комбинации позволяли закодировать 32 буквы (в верхнем регистре), 10 цифр и некоторые символы пунктуации.

Требования к точности научных вычислений возросли, и в 1974 году появилась первая машина с 64-битным словом — суперкомпьютер Cray-1.

В подавляющем большинстве современных компьютеров длина слова является степенью двойки; при этом используются 8-битные символы.

На ранних компьютерах слово было минимально адресуемой ячейкой памяти; сейчас минимально адресуемой ячейкой памяти является байт, а слово состоит из нескольких байтов. Это приводит к неоднозначному толкованию размера слова. Например, на процессорах 80386 и их потомках «словом» традиционно называют 16 бит (2 байта), хотя эти процессоры могут одновременно обрабатывать и более крупные блоки данных.

Слова длиной n битов принимают численные (беззнаковые) значения от 0 до <math>2^n-1</math> включительно.

Размер машинного слова на различных архитектурах

Год Архитектура Размер слова
(w) в битах
Размер целого Размер чисел
с плавающей запятой
Размер инструкции
1952 IBM 701 36 ½w, w  — ½w
1954 IBM 704 36 w w w
1960 PDP-1 18 w  — w
1960 CDC 1604 48 w w ½w
1964 CDC 6600 60 w w ¼w, ½w, w
1965 IBM 360 32 ½w, w,
1d … 31d
w, 2w ½w, w, 1½w
1965 PDP-8 12 w  — w
1968 БЭСМ-6 48 w w, 2w ½w
1970 IBM 370 32 ½w, w,
1d … 31d
w, 2w, 4w ½w, w, 1½w
1970 PDP-11 16 ½w, w 2w, 4w w, 2w, 3w
1971 Intel 4004 4 w, d  — 2w, 4w
1972 Intel 8008 8 w, 2d  — w, 2w, 3w
1974 Intel 8080 8 w, 2w, 2d  — w, 2w, 3w
1975 Cray-1 64 24 b, w w ¼w, ½w
1975 MOS Tech. 6501
MOS Tech. 6502
8 w, 2d  — w, 2w, 3w
1976 Zilog Z80 8 w, 2w, 2d  — w, 2w, 3w, 4w
1978
(1980)
Intel 8086
(w/Intel 8087)
16 ½w, w, 2d
(w, 2w, 4w)

(2w, 4w, 5w, 17d)
½w, w, … 7w
1978 VAX-11/780 32 ¼w, ½w, w, 1d, … 31d, 1b, … 32b w, 2w ¼w, … 14¼w
1979 Motorola 68000 32 ¼w, ½w, w, 2d  — ½w, w, … 7½w
1982
(1983)
Motorola 68020
(w/Motorola 68881)
32 ¼w, ½w, w, 2d
(w, 2w, 2½w)
½w, w, … 7½w
1985 ARM1 32 w  — w
1985 MIPS32 32 ¼w, ½w, w w, 2w w
1989 Intel 80486 16 (32)* ½w, w, 2w, 2d
w, 2w, 4w
2w, 4w, 5w, 17d ½w, w, … 7w
1989 Motorola 68040 32 ¼w, ½w, w, 2d w, 2w, 2½w ½w, w, … 7½w
1991 MIPS64 64 ¼w, ½w, w w, 2w w
1991 PowerPC 32 ¼w, ½w, w w, 2w w
1992 SPARC v8 32 ¼w, ½w, w w, 2w w
1994 SPARC v9 64 ¼w, ½w, w w, 2w w
2001 Itanium (IA-64) 64 8 b, ¼w, ½w, w ½w, w 41 b
2002 XScale 32 w w, 2w ½w, w
2003 x86-64 64 8b, ¼w, ½w, w ½w, w, 1¼w, 17d 8 b


Обозначения:

  • b — бит (двоичная цифра);
  • d — децит (десятичная цифра);
  • w — размер машинного слова;
  • n — переменное значение.

* Для 32-битных процессоров архитектуры x86: исторически машинным словом считается 16 бит, реально — 32 бита.

См. также

Напишите отзыв о статье "Машинное слово"

Примечания

  1. [alcala.ru/bse/izbrannoe/slovar-M/M12171.shtml Большая Советская Энциклопедия М.: "Советская энциклопедия", 1969-1978] Машинное слово
  2. [www.quadibloc.com/comp/cp0303.htm Real Machines with 24-bit and 48-bit words]

Ссылки

  • [www.quadibloc.com/comp/cp0303.htm Real Machines with 24-bit and 48-bit words] сравнение различных компьютеров с 48-и разрядным словом
  • [www.quadibloc.com/comp/cp0304.htm Real Machines with 16, 32, and 30-bit words] сравнение различных компьютеров с 16-, 32- и 30-и разрядным словом


Отрывок, характеризующий Машинное слово

Рапп отвечал, что он передал приказанья государя о рисе, но Наполеон недовольно покачал головой, как будто он не верил, чтобы приказание его было исполнено. Слуга вошел с пуншем. Наполеон велел подать другой стакан Раппу и молча отпивал глотки из своего.
– У меня нет ни вкуса, ни обоняния, – сказал он, принюхиваясь к стакану. – Этот насморк надоел мне. Они толкуют про медицину. Какая медицина, когда они не могут вылечить насморка? Корвизар дал мне эти пастильки, но они ничего не помогают. Что они могут лечить? Лечить нельзя. Notre corps est une machine a vivre. Il est organise pour cela, c'est sa nature; laissez y la vie a son aise, qu'elle s'y defende elle meme: elle fera plus que si vous la paralysiez en l'encombrant de remedes. Notre corps est comme une montre parfaite qui doit aller un certain temps; l'horloger n'a pas la faculte de l'ouvrir, il ne peut la manier qu'a tatons et les yeux bandes. Notre corps est une machine a vivre, voila tout. [Наше тело есть машина для жизни. Оно для этого устроено. Оставьте в нем жизнь в покое, пускай она сама защищается, она больше сделает одна, чем когда вы ей будете мешать лекарствами. Наше тело подобно часам, которые должны идти известное время; часовщик не может открыть их и только ощупью и с завязанными глазами может управлять ими. Наше тело есть машина для жизни. Вот и все.] – И как будто вступив на путь определений, definitions, которые любил Наполеон, он неожиданно сделал новое определение. – Вы знаете ли, Рапп, что такое военное искусство? – спросил он. – Искусство быть сильнее неприятеля в известный момент. Voila tout. [Вот и все.]
Рапп ничего не ответил.
– Demainnous allons avoir affaire a Koutouzoff! [Завтра мы будем иметь дело с Кутузовым!] – сказал Наполеон. – Посмотрим! Помните, в Браунау он командовал армией и ни разу в три недели не сел на лошадь, чтобы осмотреть укрепления. Посмотрим!
Он поглядел на часы. Было еще только четыре часа. Спать не хотелось, пунш был допит, и делать все таки было нечего. Он встал, прошелся взад и вперед, надел теплый сюртук и шляпу и вышел из палатки. Ночь была темная и сырая; чуть слышная сырость падала сверху. Костры не ярко горели вблизи, во французской гвардии, и далеко сквозь дым блестели по русской линии. Везде было тихо, и ясно слышались шорох и топот начавшегося уже движения французских войск для занятия позиции.
Наполеон прошелся перед палаткой, посмотрел на огни, прислушался к топоту и, проходя мимо высокого гвардейца в мохнатой шапке, стоявшего часовым у его палатки и, как черный столб, вытянувшегося при появлении императора, остановился против него.
– С которого года в службе? – спросил он с той привычной аффектацией грубой и ласковой воинственности, с которой он всегда обращался с солдатами. Солдат отвечал ему.
– Ah! un des vieux! [А! из стариков!] Получили рис в полк?
– Получили, ваше величество.
Наполеон кивнул головой и отошел от него.

В половине шестого Наполеон верхом ехал к деревне Шевардину.
Начинало светать, небо расчистило, только одна туча лежала на востоке. Покинутые костры догорали в слабом свете утра.
Вправо раздался густой одинокий пушечный выстрел, пронесся и замер среди общей тишины. Прошло несколько минут. Раздался второй, третий выстрел, заколебался воздух; четвертый, пятый раздались близко и торжественно где то справа.
Еще не отзвучали первые выстрелы, как раздались еще другие, еще и еще, сливаясь и перебивая один другой.
Наполеон подъехал со свитой к Шевардинскому редуту и слез с лошади. Игра началась.


Вернувшись от князя Андрея в Горки, Пьер, приказав берейтору приготовить лошадей и рано утром разбудить его, тотчас же заснул за перегородкой, в уголке, который Борис уступил ему.
Когда Пьер совсем очнулся на другое утро, в избе уже никого не было. Стекла дребезжали в маленьких окнах. Берейтор стоял, расталкивая его.
– Ваше сиятельство, ваше сиятельство, ваше сиятельство… – упорно, не глядя на Пьера и, видимо, потеряв надежду разбудить его, раскачивая его за плечо, приговаривал берейтор.
– Что? Началось? Пора? – заговорил Пьер, проснувшись.
– Изволите слышать пальбу, – сказал берейтор, отставной солдат, – уже все господа повышли, сами светлейшие давно проехали.
Пьер поспешно оделся и выбежал на крыльцо. На дворе было ясно, свежо, росисто и весело. Солнце, только что вырвавшись из за тучи, заслонявшей его, брызнуло до половины переломленными тучей лучами через крыши противоположной улицы, на покрытую росой пыль дороги, на стены домов, на окна забора и на лошадей Пьера, стоявших у избы. Гул пушек яснее слышался на дворе. По улице прорысил адъютант с казаком.
– Пора, граф, пора! – прокричал адъютант.
Приказав вести за собой лошадь, Пьер пошел по улице к кургану, с которого он вчера смотрел на поле сражения. На кургане этом была толпа военных, и слышался французский говор штабных, и виднелась седая голова Кутузова с его белой с красным околышем фуражкой и седым затылком, утонувшим в плечи. Кутузов смотрел в трубу вперед по большой дороге.
Войдя по ступенькам входа на курган, Пьер взглянул впереди себя и замер от восхищенья перед красотою зрелища. Это была та же панорама, которою он любовался вчера с этого кургана; но теперь вся эта местность была покрыта войсками и дымами выстрелов, и косые лучи яркого солнца, поднимавшегося сзади, левее Пьера, кидали на нее в чистом утреннем воздухе пронизывающий с золотым и розовым оттенком свет и темные, длинные тени. Дальние леса, заканчивающие панораму, точно высеченные из какого то драгоценного желто зеленого камня, виднелись своей изогнутой чертой вершин на горизонте, и между ними за Валуевым прорезывалась большая Смоленская дорога, вся покрытая войсками. Ближе блестели золотые поля и перелески. Везде – спереди, справа и слева – виднелись войска. Все это было оживленно, величественно и неожиданно; но то, что более всего поразило Пьера, – это был вид самого поля сражения, Бородина и лощины над Колочею по обеим сторонам ее.
Над Колочею, в Бородине и по обеим сторонам его, особенно влево, там, где в болотистых берегах Во йна впадает в Колочу, стоял тот туман, который тает, расплывается и просвечивает при выходе яркого солнца и волшебно окрашивает и очерчивает все виднеющееся сквозь него. К этому туману присоединялся дым выстрелов, и по этому туману и дыму везде блестели молнии утреннего света – то по воде, то по росе, то по штыкам войск, толпившихся по берегам и в Бородине. Сквозь туман этот виднелась белая церковь, кое где крыши изб Бородина, кое где сплошные массы солдат, кое где зеленые ящики, пушки. И все это двигалось или казалось движущимся, потому что туман и дым тянулись по всему этому пространству. Как в этой местности низов около Бородина, покрытых туманом, так и вне его, выше и особенно левее по всей линии, по лесам, по полям, в низах, на вершинах возвышений, зарождались беспрестанно сами собой, из ничего, пушечные, то одинокие, то гуртовые, то редкие, то частые клубы дымов, которые, распухая, разрастаясь, клубясь, сливаясь, виднелись по всему этому пространству.