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バレルシフタ

索引 バレルシフタ

バレルシフタ(barrel shifter)は、ある特定のビット数分だけワードデータをシフトできるデジタル回路である。これはマルチプレクサを並べたものとして実装できる。この実装では一つのマルチプレクサの出力はシフト距離に依存するウェイ数分離れた段のマルチプレクサの入力に接続されている。必要なマルチプレクサの数はnビットワードに対しては、n*log2(n)である。よくある4つのワードサイズとそれに必要なマルチプレクサの数を以下に示す。.

5 関係: マルチプレクサマイクロプロセッサワードビット演算装置

マルチプレクサ

マルチプレクサ、多重器、多重装置、多重化装置、合波器(multiplexer)は、ふたつ以上の入力をひとつの信号として出力する機構である。通信分野では多重通信の入口の装置、電気・電子回路では複数の電気信号をひとつの信号にする回路である。しばしばMUX等と略される。.

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マイクロプロセッサ

マイクロプロセッサ(Microprocessor)とは、コンピュータなどに搭載される、プロセッサを集積回路で実装したものである。 マイクロプロセッサは小型・低価格で大量生産が容易であり、コンピュータのCPUの他、ビデオカード上のGPUなどにも使われている。また用途により入出力などの周辺回路やメモリを内蔵するものもあり、一つのLSIでコンピュータシステムとして動作するものを特にワンチップマイコンと呼ぶ。マイクロプロセッサは一つのLSIチップで機能を完結したものが多いが、複数のLSIから構成されるものもある(チップセットもしくはビットスライスを参照)。 「CPU」、「プロセッサ」、「マイクロプロセッサ」、「MPU」は、ほぼ同義語として使われる場合も多い。本来は「プロセッサ」は処理装置の総称、「CPU」はシステム上で中心的なプロセッサ、「マイクロプロセッサ」および「MPU(Micro-processing unit)」はマイクロチップに実装されたプロセッサである。本項では、主にCPU用のマイクロプロセッサについて述べる。 当初のコンピュータにおいて、CPUは真空管やトランジスタなどの単独素子を大量に使用して構成されたり、集積回路が開発されてからも、たくさんの集積回路の組み合わせとして構成されてきた。製造技術の発達、設計ルールの微細化が進むにつれてチップ上に集積できる素子の数が増え、一つの大規模集積回路にCPU機能を納めることが出来るようになった。汎用のマイクロプロセッサとして最初のものは、1971年にインテルが開発したIntel 4004である。このマイクロプロセッサは当初電卓用に開発された、性能が非常に限られたものであったが、生産や利用が大幅に容易となったため大量に使われるようになり、その後に性能は著しく向上し、価格も低下していった。この過程でパーソナルコンピュータやRISCプロセッサも誕生した。ムーアの法則に従い、集積される素子数は増加し続けている。現在ではマイクロプロセッサは、大きなメインフレームから小さな携帯電話や家電まで、さまざまなコンピュータや情報機器に搭載されている。.

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ワード

ワード(word)は、データ量あるいは情報量の単位である。バイト同様に場合によりまちまちな単位であるが、1980年頃には8ビットに落ち着いたバイトと異なり、現在もまちまちに使われている。場合によってはサイズを固定せずに「データのひとかたまり」を意味していることもある(「可変長ワード」)。 たとえばコンピュータのプロセッサの場合、そのプロセッサの汎用レジスタのサイズをワードとし、その倍長を「ダブルワード」、半分を「ハーフワード」などと呼ぶものもある。System/360に始まる32ビットマシンの時代が長く続いたので32ビットを1ワードとする文化があり、あるいは32ビットはミニコンピュータのベストセラーVAXの文化でもある。一方でパーソナルコンピュータには、x86の初代である8086における1ワードである16ビットが最初に基準となったことによる命名規則による文化もある。近年はマイクロプロセッサも64ビット化し、あるいはSIMDなどで128ビットなどのワードも現れている。 歴史的には、System/360(バイトマシンの確立)より前のマシンでは、「オクテットの2倍か4倍のサイズをワードとする」という設計にする動機が薄く、12ビット~36ビット程度のワードの扱いを得意とする設計とした「ワードマシン」か、6ビット程度の「字」の扱いを得意とする「キャラクタマシン」の、どちらかの設計とすることが多かった。マイコン時代にも、東芝のTLCS-12Aという12ビットワードのマシンの例がある。.

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ビット

ビット (bit, b) は、ほとんどのデジタルコンピュータが扱うデータの最小単位。英語の binary digit (2進数字)の略であり、2進数の1けたのこと。量子情報科学においては古典ビットと呼ばれる。 1ビットを用いて2通りの状態を表現できる(二元符号)。これらの2状態は一般に"0"、"1"と表記される。 情報理論における選択情報およびエントロピーの単位も「ビット」と呼んでいるが、これらの単位は「シャノン」とも呼ばれる(詳細は情報量を参照)。 省略記法として、バイトの略記である大文字の B と区別するために、小文字の b と表記する。.

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演算装置

演算装置(えんざんそうち)は、コンピュータ(プロセッサ)の構成要素のひとつで、論理演算や四則演算などの演算をおこなう装置である。.

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