Architektura 8-bitowa - Polski Serwis Naukowy

8-bitowe słowa, adresy i inne dane to takie informacje, które mieszczą się na 8 bitach pamięci, co jest równe jednemu oktetowi. 8-bitowe architektury CPU czy ALU są architekturami używającymi takiej właśnie wielkości rejestrów, szyny adresowej, szyny danych.

Komputer domowy to mikrokomputer przewidziany do zastosowań domowych (gry, multimedia, rozrywka), zazwyczaj o uproszczonej konstrukcji w stosunku do typowego komputera osobistego, ale z dobrymi możliwościami multimedialnymi.

W informatyce, adres pamięci to unikatowy identyfikator dla części jednostkowej pamięci, w której CPU lub inne urządzenie może zachować pewną ilość danych do późniejszego wykorzystania. W nowoczesnych komputerach każdy adres identyfikuje pojedynczy bajt pamięci; dane za duże do przechowania w jednym bajcie mogą być zachowane w kilku bajtach o następujących po sobie adresach. Niektóre mikroprocesory zostały zaprojektowane aby być adresowalne dwubajtowo, czyli typowa jednostka przechowywania jest większa od bajta. Wśród przykładów znajdują się Texas Instruments TMS9900 i National Semiconductor IMP-16, wykorzystujące ten typ adresowania.

Oznacza to, że za każdym odczytem lub zapisem do pamięci operacyjnej komputera oraz w wewnętrznych transferach procesora używa się 8-bitowych porcji informacji. W systemach 16-, 32- czy 64-bitowych używa się odpowiednio co najwyżej 16-, 32- i 64-bitowych porcji danych.

8 bitów pozwala na określenie do 2 = 256 różnych informacji, co jest stanowczo za mało przy adresowaniu pamięci komputera, dlatego procesory 8-bitowe, mają zazwyczaj 16-bitową szynę adresową (adresację komórek pamięci) - czyli każda z komórek ma adres wyrażony za pomocą 16 bitów (np. MOS 6502, Z80, 8080). Przy 16 bitach przestrzeń adresowa rośnie do 64 kilobajtów (2). Procesory te mają zazwyczaj też rejestry 16 bitowe używane do adresowania pamięci oraz instrukcje umożliwiające wykonywanie prostych przeliczeń na tych rejestrach (zwiększanie, zmniejszanie, dodawanie).

Intel 8080 jest jednym z pierwszych mikroprocesorów, wyprodukowany przez Intela w kwietniu 1974 jest 8-bitowym mikroprocesorem wykonanym w technologii n-MOS, pracującym z częstotliwością taktowania 2 MHz. Jest on uniwersalną jednostką centralną złożoną z jednostki arytmetyczno-logicznej, rejestrów roboczych i układu sterowania. Dane i instrukcje są przesyłane do i z pamięci za pośrednictwem 8-bitowej szyny danych, pamięć jest adresowana 16-bitową szyną adresową.

Jednostka arytmetyczno-logiczna (z ang. Arithmetic and Logical Unit lub Arithmetic Logic Unit, ALU) to jedna z głównych części procesora, prowadząca proste operacje na liczbach całkowitych.

Pierwszym szeroko stosowanym procesorem 8-bitowym był Intel 8080, stosowany na przełomie lat 70. i 80. XX w. Stosowane były też układy Z80 (kompatybilny z 8080), 6800 oraz 6502, które znalazły szerokie zastosowanie w komputerach domowych i grach wideo w latach 70. i 80. XX wieku.

Wiele z 8-bitowych procesorów lub mikrokontrolerów jest realizowana na ówczesnych procesorach np. kompletny komputer (procesor, pamięć, układy pomocnicze) w jednym układzie scalonym zgodnym z np. Z80.

Procesor (ang. processor), także CPU (ang. Central Processing Unit) – urządzenie cyfrowe sekwencyjne, które pobiera dane z pamięci, interpretuje je i wykonuje jako rozkazy. Wykonuje on ciąg prostych operacji (rozkazów) wybranych ze zbioru operacji podstawowych określonych zazwyczaj przez producenta procesora jako lista rozkazów procesora.

Oktet – jednostka informacji składająca się z 8 bitów. Dla większości komputerów oktet jest również najmniejszą adresowalną jednostką pamięci, czyli bajtem, przez co pojęcia te często są używane zamiennie. Jednak rozmiar bajtu zależy od architektury konkretnego systemu komputerowego: niektóre starsze maszyny używały większych bajtów, składających się z 9, 10 lub 12 bitów, inne mniejszych – 5-, 6-bitowych. Pojęcie oktetu natomiast zawsze oznacza dokładnie 8 bitów i jest najczęściej spotykane w standardach sieciowych.