16-битная архитектура — frwiki.wiki

В информатике , 16-битная архитектура представляет собой тип компьютерной структуры с использованием слов ( процессор , память, шины ,  и т.д. ) с размером 16  бит (т.е. два байта ).

В 16-битном слове может храниться 2 ¹⁶ различных значений или 65 536 значений. Таким образом, 16-разрядный процессор может напрямую адресовать 64 КБ памяти .

Резюме

• 1 рассказ
• 2 модели 16-битной памяти
• 3 Motorola 16/32 68000 и Intel 386SX
• 4 16-битный формат файла
• 5 Примечания и ссылки
• 6 Статьи по теме

История

В середине 1960-х первые 16- битные компьютеры на  рынке включали HP-2116 от HP , PDP-11 от DEC и Nova от Data General . Они спроектированы и изготовлены на основе «дискретных» компонентов и поэтому относительно сложны и громоздки.

К середине 1970-х годов  начали распространяться ⁸ / _16- битные микропроцессоры ( _16- битная адресная шина, 8-битная шина данных), такие как Zilog Z80 или Motorola 6809 .

В начале 1980-х производители разработали 16-битные микропроцессоры , такие как Intel 8086 , Intel 80286 и MOS Technology 65C816 . В Intel 8088 в регистры и арифметические команды работает на 16-битных чисел, но его память и внешние шины данных только 8 бит шириной.

Целое число из 16 бит позволяет Tips 2 ¹⁶ (или 65 536 чисел) различных значений. В представлении без знака эти значения представляют собой целые числа от 0 до 65 535. В представлении с дополнением до двух эти значения составляют от -32 768 до 32 767. Таким образом, процессор, обрабатывающий 16-разрядные адреса памяти, может напрямую обращаться к 64  КБ памяти. .

16-битные модели памяти

16-разрядные процессоры были почти полностью вытеснены в отрасли персональными компьютерами, но они по-прежнему используются в самых разных встроенных приложениях.

Например, 16-битный процессор XAP используется во многих ASIC .

Так же, как существует несколько моделей данных для 64-битных архитектур , любой 16-битный процессор может получить доступ к 65536) конкретным ячейкам памяти.

Выбор конкретной модели памяти будет зависеть от количества инструкций по сборке или объема памяти, необходимого для указателей.

Компилятор 16-битные эпохи в целом к ширине в зависимости от типа, имеет следующие характеристики:

16-битная модель данных

Модель данных	short	int	long	Указатели
IP16L32 ( рядом )	16	16	32	16
I16LP32 ( далеко )	16	16	32	32

Крошечный  : код и данные будут в одном сегменте (особенно регистры CS, DS, ES, SS будут указывать на один и тот же сегмент). Рядом указатели всегда используются. Код, данные и стек вместе не могут превышать 64  КБ .

Маленький  : код и данные будут в разных сегментах, и всегда используются ближние указатели . Будет доступно 64  КиБ пространства для кода и 64  КБ для данных и стека.

Средний  : код будет использовать дальние указатели , что позволит получить доступ к 1  МиБ . Указатели данных останутся того типа, который находится рядом .

Компактный  : данные будут использовать дальние указатели, а код будет использовать ближние указатели .

Большой / огромный

 : указатели на код и данные будут далеко .

Тип используемого указателя в зависимости от модели памяти

Модель памяти	Данные	Закодировано
Крошечный *	возле
Небольшой	рядом **	возле
Середина	возле	далеко
Компактный	далеко	возле
Большой	далеко	далеко
Огромный	огромный	огромный

Motorola 16/32 68000 и Intel 386SX

Motorola 68000 иногда упоминается как 16-бит , потому что его шина данных 16-битная, но он также может рассматриваться как 32-битная архитектура процессора в качестве своих общих регистров имеют емкость 32 бита и что большинство арифметических команд поддерживают 32 битовые целые числа, до 16  Мбайт из адресуемой памяти .

Поэтому программы, написанные для Motorola 68000, легко совместимы на уровне исходного кода с другими 32-разрядными процессорами, имеющими такой же набор инструкций.

Процессор 68000 Sega Mega Drive был очень заметен в рекламных роликах, консоль даже имела надпись «16-bit» на верхней части корпуса, что привело к тому, что этот период в истории игровых консолей был назван «16-битная эра».

Многие семейные машины того времени использовали микропроцессор 68000: Macintosh , Amiga 500 , Atari ST , Sharp X68000, но также Neo-Geo, который тогда был представлен только как 32-битная консоль. 68000 использовался в консоли Jaguar от Atari, представленной в то время как первая 64-разрядная версия на рынке (когда на самом деле только часть ее архитектуры была 64-разрядной).

Тот же анализ применим к Intel 80386SX , микропроцессору низкого уровня, который также является 32-битным процессором, связанным с 16-битной шиной.

16-битный формат файла

16-битный формат файла — это двоичный формат файла , в котором каждый фрагмент данных имеет значение 16 бит (или 2 байта), например кодировку UTF-16 или формат метафайла Windows .

Примечания и ссылки

1. ↑ Имя: 2116B , на hpmuseum.net , по состоянию на 24 декабря 2012 г.
2. ↑ «  Семейство микропроцессоров Intel 8088  » на www.cpu-world.com (по состоянию на 6 октября 2020 г. )
3. ↑ Внутрипрограммное руководство Borland Turbo C ++ 1.01
4. ↑ «СТ» означает Шестнадцать / тридцать два , что указывает на архитектуру процессора в ¹⁶ / ₃₂  бит.

Статьи по Теме

• Адресация памяти
• Булева алгебра
• Байт
• Цифровая электроника
• Байт
• Процессор
• Порядок величины данных
• 64-битный процессор

Процессорные технологии
Архитектура	Гарвардская архитектура Архитектура фон Неймана Архитектура 8 бит , 15 бит , 16 бит , 22 бит , 32 бит , 40 бит , 50 бит , 64 бит , 128 бит Компьютерный автобус Таксономия Флинна SISD SIMD MISD MIMD Переменная
Комплект инструкций	Стековый процессор Цифровой сигнальный процессор Векторный процессор CISC RISC VLIW ЭПИЧЕСКИЙ Архитектура потока данных EDGE  (en) РАЗНОЕ OISC  (en) ЗИСЦ
Микроархитектура	Микрокод Устройство управления Регистровая скамья ALU FPU MMU TLB Скрытый Задний автобус  (в)
Параллелизм	Инструкция Конвейерная обработка Прогноз ветвления Неисправное исполнение Переименование регистров Спекулятивное исполнение Суперскаляр Процесс Многопоточность Одновременная многопоточность Hyper Threading Суперпоточность  (en)
Схемы	Мультиплексор Демультиплексор Сумматор Множитель Компенсировать Вычитатель регистр Регистр сдвига
Типы	МОГ DSP ГПГПУ Микропроцессор Микроконтроллер Многоядерный микропроцессор Сеть на микросхеме Система на чипе Графический процессор
Сроки	Тактовый сигнал Тактовая частота Разгон Синхронный процессор Асинхронный процессор Автосинхронный процессор
Управление энергопотреблением	Стробирование часов Динамическая регулировка частоты  ( дюйм ) APM ACPI Регулировка динамического натяжения

<img src=»//fr. wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=»» title=»»>

8-битные и 16-битные фотографии: понимание эффектов изображения

Как партнер Amazon, мы зарабатываем на соответствующих покупках.

Если вы редактируете фотографии недвижимости в Photoshop, вам может быть интересно, какой цветовой канал поможет получить четкие и детализированные фотографии. Следующее руководство по 8-битной и 16-битной версии поможет вам понять, когда использовать 16-битную версию, а когда переходить на 8-битную версию.

Обзор 8-битных и 16-битных образов

Битовая глубина, также известная как глубина пикселя или глубина цвета, определяет количество битов, используемых каждым цветовым компонентом одного пикселя для указания цвета этого пикселя. Обычно цифровое изображение состоит из миллионов пикселей, и каждый пиксель содержит один цвет, созданный из значений красного, зеленого и синего.

Это означает, что количество бит в основном говорит о том, сколько цветов может отображать фотография. Имея в виду, что компьютер не может читать десятичные числа, биты представляют собой выражение цветов в двоичном формате. Однако в Photoshop глубина цвета выражается как канал RGB красного, зеленого и синего цветов.

Поскольку каждый цвет имеет 8 бит, это дает 24 бита на пиксель при использовании 8-битного канала. С другой стороны, если каждый цвет имеет 16 бит, вы получаете 48 пикселей на канал при использовании 16-битного канала.

8-битный обзор

8-битная глубина цвета означает глубину цвета, состоящую из восьми двоичных цифр, выраженную в двоичном формате 0 и 1. Однако это не означает, что 8-битное изображение может отображать только восемь цветов. Вместо этого вам нужно вычислить общее количество возможных цветов, которые может отображать фотография.

Просто увеличьте 2 до количества битов, используемых для записи изображения. В этом случае вы возводите 2 в степень 8, чтобы получить 256 тональных вариаций при использовании 8-битной глубины цвета. Имейте в виду, что 256 — это значение тона одного цвета, и вам необходимо получить общее количество вариаций тона при использовании RGB.

Чтобы получить общее количество, умножьте 256 красных на 256 зеленых на 256 синих. Это дает вам в общей сложности 16.7 миллионов значений RGB.

16-битный обзор

16-битная глубина относится к глубине пикселя, состоящей из 16 двоичных цифр, выраженных в двоичном формате 0 и 1. Как и в 8-битном выражении, если вы возведете 2 в степень 16, вы получите 65,536 16 тональных значений при использовании XNUMX. -битная глубина цвета.

 Это означает, что общие вариации тона при работе с 16-битной глубиной цвета будут составлять 65,536 65,536 красных x 65,536 281 зеленых x XNUMX XNUMX синих. Это дает вам в общей сложности около XNUMX триллиона значений RGB.

Сравнение 8-битных и 16-битных фотографий

Как правило, 8-битная и 16-битная глубина цвета поддерживаются большинством приложений для редактирования изображений, таких как Photoshop. Тем не менее, большая разница в тональных вариациях между двухпиксельной глубиной приводит к тому, что они имеют следующие сходства и различия.

сходства

Хотя 16-битные изображения имеют больше значений тона по сравнению с 8-битными изображениями, эти две версии имеют следующие сходства.

• Оба имеют больше оттенков, чем может различить человеческий глаз.
• Большинство современных камер и приложения для редактирования фотографий поддерживают две версии.

Различия

Даже если как 8-битные, так и 16-битные изображения могут отображать миллионы цветов, их разница в диапазоне цветового спектра приводит к следующим различиям в формате и размере файла.

Юзабилити в фотошопе

Хотя Photoshop использует сложные алгоритмы для выполнения задач редактирования фотографий, пользовательский интерфейс для редактирования цветов упрощен до диапазона от 0 до 255. Это упрощение влияет на то, как вы используете 8-битные и 16-битные каналы.

Например, хотя 8-битная глубина цвета имеет 256 вариаций тона, диапазон составляет от 0 до 255, так как вы будете считать от 0, а не 1. Это означает, что пользовательский интерфейс Photoshop отдает предпочтение 8-битному каналу, поскольку значения, с которыми вы будете работать в интерфейсе, также находятся в диапазоне от 0 до 255.

С другой стороны, вы будете редактировать 16-битный канал косвенно, так как будете использовать значения от 0 до 255, в то время как вы редактируете значения от 0 до 32,768 255. Например, если вы уменьшите значение с 254 до 32,769, вы сократите его с 32,639 129 до 16 XNUMX, что составляет разницу в XNUMX оттенков в XNUMX-битном канале.

Точность в фотошопе

Photoshop полностью покрывает 256 тональных вариаций 8-битной глубины пикселя от 0 до 255. Это гарантирует, что изображение, которое вы экспортируете из Photoshop как 8-битное изображение, действительно будет 8-битным. С другой стороны, Photoshop не полностью покрывает 16-битный канал.

Например, если вы перейдете к информационной панели в правой части экрана с изображением, открытым в Photoshop, 16-битная шкала канала будет находиться в диапазоне от 0 до 32,638 16. Если считать с нуля, а не с единицы, общее количество тональных вариаций в 32,639-битном канале Photoshop составит 65,536 XNUMX вместо XNUMX XNUMX.

Это означает, что 16-битный канал в Photoshop на самом деле представляет собой 2 в степени 15 + 1 бит вместо 2 в степени 16. Это означает, что 16-битное изображение, которое вы экспортируете из Photoshop, содержит около половины тональных вариаций. 16-изображение должно содержать.

Формат

Большинство современные зеркальные камеры и беззеркальные камеры снимают изображения в Форматы файлов JPEG или RAW. Файл JPEG содержит обработанные данные изображения, где процессор камеры обрабатывает и сжимает данные, а неиспользуемые данные отбрасывает. Обычно обработанное изображение JPEG имеет 8-битную глубину цвета.

С другой стороны, файл RAW содержит несжатые данные изображения, которые необходимо обработать с помощью программное обеспечение для редактирования фотографий, такое как Lightroom or Adobe Camera Raw. Хотя разные камеры могут захватывать разную глубину цвета, например 10-битную, 12-битную и 14-битную, как правило, все 16-битные изображения представляют собой файлы RAW.

Размер файла

Размер файла относится к количеству места, которое изображение занимает в вашем внешний жесткий диск или SD-карта. В большинстве случаев размер файла прямо пропорционален объему данных, хранящихся в файле. Имея в виду, что 16-битное изображение обычно Файл RAW с более широким динамическим диапазоном. и больший цветовой спектр, он обычно имеет больший размер файла, чем 8-битное изображение.

Основной отличительный фактор

Основным отличительным фактором между 8-битными и 16-битными изображениями являются полосы. Полосатость — это видимый переход от одного цвета к другому на изображении вместо плавно исчезающего градиента.

Обычно 8-битные изображения склонны к полосатости, особенно когда вы выполняете масштабное редактирование цвета в Photoshop с использованием кривых. Эти полосы обычно видны как артефакты при увеличении изображения. 8-битное изображение также имеет тенденцию терять детали после обширных манипуляций с цветом.

С другой стороны, 16-битные изображения имеют более широкий динамический диапазон и большое количество цветовой информации для управления, что сводит к минимуму вероятность появления полос даже при использовании кривых в Photoshop.

Когда использовать 8-битный

Поскольку 8-битные изображения обычно имеют формат JPEG и занимают меньше места на жестком диске, их лучше всего использовать в следующих случаях.

• Когда вы делитесь изображениями с друзьями или публикуете их на сайтах MLS как Формат JPEG совместим с большинством устройств
• Если у вас ограниченное пространство на жестком диске или SD-карте и вам нужны изображения с файлами меньшего размера
• Если вы не намерены постобработать ваши фотографии недвижимости

Когда использовать 16 бит

Учитывая, что 16-битные изображения имеют больше тональных вариаций и более широкий динамический диапазон, их лучше всего использовать в следующих ситуациях.

• При проведении экстенсивного окраса редактирует в фотошопе с помощью кривых
• Если вы съемка фотографий недвижимости в формате RAW

Какая глубина цвета лучше

Как правило, 16-битная версия более универсальна и лучше, поскольку вы можете иметь более широкий динамический диапазон и больше значений тона для управления при редактировании, а затем конвертировать его в более совместимую 8-битную версию при экспорте.

Окончательный вердикт

Приведенное выше руководство по сравнению 8-битных и 16-битных изображений показывает лучшую совместимость 8-битных изображений, а также больший цветовой спектр и более широкий динамический диапазон 16-битных изображений. Как правило, вам следует подумать о редактировании в 16-битном формате и экспорте в 8-битном формате.

Определение 16-битных вычислений | ПКМаг

ЦП, которые обрабатывают 16 бит как единое целое, по сравнению с 8, 32 или 64. Первые персональные компьютеры в конце 1970-х годов использовали 8-битные ЦП, но в 1981 году IBM PC перешли на 16-битные. В середине 1980-х ПК перешел на 32-битный с Intel 386, а Mac дебютировал с 32-битным процессором Motorola 68000. См. 8088, 386 и 68000.

16-разрядные процессоры по-прежнему используются в качестве встроенных процессоров во множестве продуктов, не требующих более высокой скорости. Однако за прошедшие годы много усилий было направлено на разработку 32-разрядных ЦП, что сделало их быстрее, эффективнее, меньше и дешевле, а также конкурентоспособными с 16-разрядными ЦП для многочисленных встраиваемых приложений. См. 8-разрядные вычисления, 32-разрядные вычисления, 64-разрядные вычисления, 128-разрядные вычисления и битовые спецификации.

Реклама

Истории PCMag, которые вам понравятся

{X-html заменен}

Выбор редакции

ЭТО ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДНАЗНАЧЕНО ТОЛЬКО ДЛЯ ЛИЧНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ. Любое другое воспроизведение требует разрешения.
Copyright © 1981-2023. The Computer Language(Opens in a new window) Co Inc. Все права защищены.

Информационные бюллетени PCMag

Информационные бюллетени PCMag

Наши лучшие истории в папке «Входящие»

Следите за новостями PCMag

• Фейсбук (Открывается в новом окне)
• Твиттер (Откроется в новом окне)
• Флипборд (Открывается в новом окне)
• Гугл (откроется в новом окне)
• Инстаграм (откроется в новом окне)
• Pinterest (Открывается в новом окне)

PCMag. com является ведущим авторитетом в области технологий, предоставляющим независимые лабораторные обзоры новейших продуктов и услуг. Наш экспертный отраслевой анализ и практические решения помогут вам принимать более обоснованные решения о покупке и получать больше от технологий.

Как мы тестируем Редакционные принципы

• (Открывается в новом окне) Логотип Зиффмедиа
• (Открывается в новом окне) Логотип Аскмен
• (Открывается в новом окне) Логотип Экстримтек
• (Открывается в новом окне) Логотип ИНГ
• (Открывается в новом окне) Логотип Mashable
• (Открывается в новом окне) Предлагает логотип
• (Открывается в новом окне) Логотип RetailMeNot
• (Открывается в новом окне) Логотип Speedtest
• (Открывается в новом окне) Логотип Спайсворкс

(Открывается в новом окне)

PCMag поддерживает Group Black и ее миссию по увеличению разнообразия голосов в СМИ и прав собственности на СМИ.

© 1996-2023 Ziff Davis, LLC., компания Ziff Davis. Все права защищены.

PCMag, PCMag.com и PC Magazine входят в число зарегистрированных на федеральном уровне товарных знаков Ziff Davis и не могут использоваться третьими лицами без явного разрешения. Отображение сторонних товарных знаков и торговых наименований на этом сайте не обязательно указывает на какую-либо принадлежность или поддержку PCMag. Если вы нажмете на партнерскую ссылку и купите продукт или услугу, этот продавец может заплатить нам комиссию.

• О Зиффе Дэвисе(Открывается в новом окне)
• Политика конфиденциальности(Открывается в новом окне)
• Условия использования(Открывается в новом окне)
• Реклама(Открывается в новом окне)
• Специальные возможности(Открывается в новом окне)
• Не продавать мою личную информацию (откроется в новом окне)

• (Открывается в новом окне) доверительный логотип
• (Открывается в новом окне)

4.

1 ХАРАКТЕРИСТИКИ 16-БИТНЫХ ПРОЕКТОВ Стековые компьютеры: 4.1 ХАРАКТЕРИСТИКИ 16-БИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Stack Computers : новая волна © Copyright 1989, Филип Купман, Все права защищены.

Глава 4. Архитектура 16-битных систем

---

Обсуждаемые здесь системы имеют разрядность 16 бит, поскольку это конфигурация, которая имеет смысл для большинства коммерческих процессоров стека Приложения.

---

4.1.1 Хорошо сочетается с традиционной моделью Forth

Основным мотивирующим фактором для создания 16-битных машин Forth является что модель программирования Forth традиционно была 16-битной. Это соответствует среднему размеру программы Forth менее 32 Кбайт и реализация большинства первых компиляторов Forth на микропроцессорах с 64K диапазоны байтовых адресов.

---

4.1.2 Наименьшая интересующая ширина

Основной причиной того, что Forth исторически был 16-битным языком, является то, что 8 битов слишком мало для вычислений общего назначения и адресации данных структуры. В то время как 12-битные тестировались в некоторых из первых миникомпьютеров, 16-битные биты кажутся наименьшим целочисленным размером, который действительно полезен. Форт традиционно не использовал более 16-битную вычислительную модель, потому что это было разработан до появления 32-битных микропроцессоров.

16-разрядные машины способны адресовать 64 КБ памяти, что для стека машина имеет довольно большую память программ. 16-битные машины имеют одну целые числа точности в диапазоне от -32 768 до +32 767, что достаточно для большинство вычислений. Используя двойную точность (32-разрядные целые числа), 16-разрядная машина может представлять целые числа в диапазоне от -2 147 483 648 до +2 147 483 647, что достаточно большой для всех, кроме самых требовательных приложений.

Конечно, машину с 4-битным или 8-битным путем передачи данных можно заставить эмулировать 16-битная машина. Результатом обычно является неудовлетворительная производительность, потому что можно ожидать, что 8-битная машина будет примерно в два раза медленнее 16-битной машины.