computación de 8 bits

En arquitectura informática , los enteros de 8 bits u otras unidades de datos son aquellos que tienen 8 bits de ancho (1 octeto ). Asimismo, las arquitecturas de la unidad central de procesamiento (CPU) y la unidad aritmético-lógica (ALU) de 8 bits son aquellas que se basan en registros o buses de datos de ese tamaño. Las direcciones de memoria (y, por lo tanto, los buses de direcciones ) para las CPU de 8 bits suelen ser mayores que 8 bits, normalmente de 16 bits . Los microordenadores de 8 bits son microordenadores que utilizan microprocesadores de 8 bits .

El término "8 bits" también se aplica a los conjuntos de caracteres que se podían usar en ordenadores con bytes de 8 bits, siendo los más conocidos diversas formas de ASCII extendido , incluyendo la serie ISO/IEC 8859 de conjuntos de caracteres nacionales , especialmente el Latin 1 para el inglés y las lenguas de Europa Occidental. 

El IBM System/360 introdujo la memoria direccionable por bytes con bytes de 8 bits, a diferencia de la memoria direccionable por bits, por dígitos decimales o por palabras, aunque sus registros de propósito general tenían un ancho de 32 bits y las direcciones estaban contenidas en los 24 bits inferiores de dichas direcciones. Los diferentes modelos del System/360 tenían diferentes anchos de ruta de datos internos; el IBM System/360 Modelo 30 (1965) implementaba la arquitectura de 32 bits del System/360, pero tenía un ancho de ruta nativo de 8 bits y realizaba aritmética de 32 bits de 8 bits en 8 bits. ^{[ 1 ]}

El primer microprocesador de 8 bits ampliamente adoptado fue el Intel 8080 , utilizado en muchos ordenadores de aficionados a finales de los años 70 y principios de los 80, a menudo con el sistema operativo CP/M ; tenía palabras de datos de 8 bits y direcciones de 16 bits. El Zilog Z80 (compatible con el 8080) y el Motorola 6800 también se utilizaron en ordenadores similares. Las CPU de 8 bits Z80 y MOS Technology 6502 se utilizaron ampliamente en ordenadores domésticos y consolas de videojuegos de segunda y tercera generación de los años 70 y 80. Muchas CPU o microcontroladores de 8 bits son la base de los sistemas embebidos omnipresentes de hoy en día .

Los microprocesadores de 8 bits fueron los primeros microprocesadores de uso generalizado en la industria informática, marcando un cambio importante de las computadoras centrales y las minicomputadoras a sistemas más pequeños y asequibles. La introducción de los procesadores de 8 bits en la década de 1970 permitió la producción de computadoras personales, lo que condujo a la popularización de la informática y sentó las bases del panorama informático moderno. ^{[ 2 ]}

El Zilog Z80 de 1976 , una de las CPU de 8 bits más populares (aunque con ALU de 4 bits , al menos en el original), se descontinuó en 2024 (su línea de productos Z84C00), con pedidos de Última Oportunidad (LTB) hasta el 14 de junio de 2024. ^{[ 3 ]}

Un registro de 8 bits puede almacenar 2⁸ ^valores diferentes. El rango de valores enteros que se pueden almacenar en 8 bits depende de la representación entera utilizada. Con las dos representaciones más comunes, el rango es de 0 a 255 (2⁸ ⁻ 1) para la representación como un número binario ( sin signo ) , y de −128 (−1 × ^2⁷ ) a 127 (2⁷ ⁻ 1) para la representación como complemento a dos .

Las CPU de 8 bits utilizan un bus de datos de 8 bits y, por lo tanto, pueden acceder a 8 bits de datos en una sola instrucción de máquina . El bus de direcciones suele tener un ancho de doble octeto ( 16 bits ), debido a consideraciones prácticas y económicas. Esto implica un espacio de direcciones directo de 64 KB (65 536 bytes) en la mayoría de los procesadores de 8 bits. ^{[ 4 ]} 

La mayoría de los ordenadores domésticos de la era de los 8 bits explotaban completamente el espacio de direcciones, como el BBC Micro (Modelo B) con 32  KB de RAM más 32  KB de ROM . Otros, como el popularísimo Commodore 64  , tenían 64 KB de RAM completos , más 20  KB de ROM, lo que significaba que con el direccionamiento de 16 bits no se podía usar toda la RAM por defecto (por ejemplo, desde el intérprete del lenguaje BASIC incluido en la ROM); ^{[ 5 ]} sin explotar la conmutación de bancos , que permite superar el  límite de 64 KB (RAM) en algunos sistemas. Otros ordenadores tenían tan solo 1  KB (más 4  KB de ROM), como el Sinclair ZX80 (mientras que el posterior y muy popular ZX Spectrum tenía más memoria), o incluso solo 128 bytes de RAM (más el almacenamiento de un cartucho ROM ), como en una de las primeras consolas de videojuegos Atari 2600 , por lo que el direccionamiento de 8 bits habría sido suficiente para la RAM, si no hubiera tenido que cubrir también la ROM). El Commodore 128 y otros sistemas de 8 bits, es decir, con direccionamiento de 16 bits, podían usar más de 64  KB, o sea, 128  KB de RAM, al igual que el BBC Master , que podía ampliarse hasta 512  KB de RAM.

Si bien en general las CPU de 8 bits tienen direccionamiento de 16 bits, en algunas arquitecturas están disponibles ambas opciones, como en la CPU MOS Technology 6502 , donde la página cero se utiliza ampliamente, ahorrando un byte en las instrucciones que acceden a esa página, y también tiene instrucciones de direccionamiento de 16 bits que toman 2 bytes para la dirección más 1 para el código de operación. ^{[ 6 ]}

Algunos registros de índice , como los dos del 6502, son de 8 bits. Esto limita el tamaño de las matrices direccionadas mediante instrucciones de direccionamiento indexado a objetos de hasta 256 bytes (2⁸ ^bytes ) sin necesidad de un código más complejo. Otras CPU de 8 bits, como la Motorola 6800 y la Intel 8080 , tienen registros de índice de 16 bits. «Entrevista con William Mensch, 9 de octubre de 1995» . Silicon Genesis: Oral Histories of Semiconductor Technology . Bibliotecas de la Universidad de Stanford . Consultado el 1 de julio de 2026 .

El primer procesador comercial de 8 bits fue el Intel 8008 (1972), originalmente diseñado para el terminal inteligente Datapoint 2200. La mayoría de los competidores de Intel comenzaron con microprocesadores de 8 bits orientados a caracteres. Las variantes modernizadas de estas máquinas de 8 bits siguen siendo uno de los tipos de procesador más comunes en sistemas embebidos. ^{[ 7 ]}

El chip MOS Technology 6502 , y sus variantes, se utilizaron en ordenadores personales como el Apple I , el Apple II , los ordenadores Atari de 8 bits , el BBC Micro , el PET , el VIC-20 , el Commodore 64 y en consolas de videojuegos domésticas como la Atari 2600 y la Nintendo Entertainment System .

Los procesadores de 8 bits se siguen diseñando para la enseñanza general del hardware informático , así como para los aficionados. Una de estas CPU se diseñó e implementó utilizando circuitos integrados de la serie 7400 en una placa de prototipos . ^{[ 9 ] [ 10 ]} El diseño de CPU de 8 bits y sus respectivos ensambladores es un ejercicio de formación común para estudiantes de ingeniería, ingenieros y aficionados. Para ello se utilizan FPGA .

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