Vi forbinder basis 2 eller binær kode med de computere, vi bruger dagligt ved at behandle disse med digitale og ikke-analoge signaler, men i computingens historie har der været processorer med evnen til at operere med base 10-tal, som vi gør. Naturlig måde. Hvad bruges decimal computing til, og hvad er karakteristika for denne type processor?
Decimal computing består af processorer med evnen til at betjene tal i base 10, og derfor er deres værdier gemt i signifikatorer fra 0 til 9 i stedet for fra 0 til 1. På trods af at repræsentationssystemet Binary er godt nok til hverdagens gøremål, det er ikke altid tilfældet, og der er applikationer, hvor det er nødvendigt for en processor at kunne fungere i base 10.
Hvorfor er decimalberegning nødvendig?
I tilfælde af decimal computing er det samme tilfældet som med videnskabelig computing, hvor der kræves 64-bit floating point-enheder, da mindre brug kan give unøjagtige resultater med katastrofale konsekvenser både økonomisk og inden for eksperiment.
Inden for hardware, jo mere kompleks en repræsentation er i form af antallet af transistorer til at repræsentere den, er det også komplekst at operere med den. Det er derfor, når vi taler om et specifikt præcisionssystem, der bruges mere præcise numeriske repræsentationssystemer i computere, når de repræsenterer og betjener de nævnte værdier for at have den nødvendige præcision.
Nå, der er en række applikationer, især relateret til finansiering, e-handel og nogle webtjenester, der behandler data, der kræver præcision af en enhed, der er i stand til at arbejde direkte med decimalværdier, enten i flydende punkt eller i heltal. Og du har måske gættet, at på grund af markederne for de samme applikationer taler vi om meget specifikke sektorer, der bruger CPU'er til servere.
Hvad er begrænsningerne i det binære system? Hvis vi tager det konventionelle binære flydende punkt system, vil vi se, at for eksempel hvis vi vil repræsentere noget så simpelt som 0.1 i binært, skal vi bruge en tilbagevendende binær fraktion, der har tendens til uendelig. På den anden side, hvis vi gør det med et decimalsystem, kan vi repræsentere det som en simpel brøkdel af 1/10. Tænk et øjeblik, hvad der ville ske på det finansielle marked, hvis tallene på grund af mangel på præcision ikke lægger op.
Binær og decimal på den samme CPU
Ren decimal computing forekommer ikke i processorer i dag, ikke engang på serverskalaen. Dette skyldes, at den base, som en computer fungerer på, meget godt definerer den måde, hvorpå ikke kun dens eksekveringsenheder behandler data, men også hvordan instruktioner afkodes, og hvordan systemets RAM hukommelse er tilgængelig. Med andre ord ville vi stå over for et helt andet system, og hvis kode slet ikke ville være kompatibel.
Derfor er der som standard blevet tildelt følgende regler for at kombinere magten til at arbejde i binær og decimal:
- Kodningen af instruktionerne udføres altid i binært format
- Dataene gemmes i binær eller decimal efter behov.
- Hver datatype i base eller type, flydende punkt eller heltal betjenes af en anden type enhed.
- Hukommelsesadresseringen udføres altid i binært format for at undgå adgangskonflikter, og at CPU'en skal arbejde med to forskellige mellemrum.
Dette gøres for at have en universel styreenhed, der er ansvarlig for at fange og afkode instruktionerne. I sidste ende er det, vi er interesseret i, at kunne operere med tal i base 10 og ikke hvordan.
Lidt efter lidt begyndte det binære system at blive standardiseret i computerprocessorer, da det var det enkleste og letteste at implementere, da det krævede færre transistorer. Dette henviste brugen af decimal computing til specifikt specialiserede enheder designet til at fungere på den måde eller til simple binær-til-decimal instruktioner til datakonvertering.
Med andre ord kan computere operere med decimaltal og endnu mere abstrakte begreber som komplekse og imaginære tal. Selvfølgelig kræver det meget færre komplikationer at lave en processor, der fungerer i binær form, end at lave en decimal fra nul. Og det er, at de bedst designede systemer skaleres fra de enkleste, hvilket ikke er andet end at arbejde i binært.
Ikke tilgængelig på tablets eller pc
Decimalenheder har ikke været almindelige i pc -CPU'erne, som vi bruger i vores daglige liv, men i en lang række sektorer er det nødvendigt at bruge enheder, der er i stand til at arbejde i base 10 med høj hastighed for at udføre deres beregninger. I virkeligheden var de første computere designet til at arbejde med decimaltal, da disse endnu ikke var digitale, men analoge, og de var de elektroniske versioner af de første mekaniske lommeregnere.
I øjeblikket nr CPU arkitektur med både ISA ARM og x86 har den hardware, der giver dem mulighed for at fungere indfødt med basis 10-tal, men de indeholder nogle instruktioner, der tillader konvertering af data skrevet i decimal til binær med en afvejning, og det er tab af præcision af data, så x86-processorer vi brug i vores pc'er er ikke gyldig for visse applikationer og bestemte markeder.
Hvordan er dette muligt, hvis mange mennesker på pc arbejder med regnskabsprogrammer for eksempel til daglig? Forklaringen er, at det præcisionsniveau, de kræver for at arbejde, ikke kræver en enhed, der arbejder direkte med decimaler, og disse applikationer gør brug af konverteringsinstruktionerne i ISA på både pc'en og tabletten til at udføre deres arbejde.
IBM er dronningen af decimal computing
Det ældste firma i hardwareverdenen er det ikke Intel, men IBM. Historisk virksomhed i computingverdenen, der altid har haft store kontrakter med de store banker i USA siden 1950'erne. Siden da har dets mainframes med evnen til at operere med decimaltal ført regnskabsposter og forskellige bankoperationer og finansielle, alle opereret på en base 10.
Det er derfor, den originale blå gigants tiltænkte processorer til brug i stor skala omfatter specialiserede enheder til decimalberegning, selv i dag. Uden at gå videre har POWER -processorer i de seneste generationer inkluderet en enhed med evnen til at arbejde med decimaler, og uden at forlade de internationale forretningsmaskiner har vi deres System Z10, der udgør en enhed af denne type.
Så bank- og finanssystemet i Europa og USA er blevet et ekstremt lukrativt marked for den blå kæmpe i de seneste årtier, en sag meget lig Fujitsu i Japan, at den med sine ISA SP ARC -processorer, opfundet af Sun Microsystems, har været dronningen i årevis i bredden af det japanske land og fortsætter med at være det selv i dag.
