शब्द (कंप्यूटर आर्किटेक्चर)

कम्प्यूटिंग में, शब्द एक विशेष केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई प्रारूप द्वारा उपयोग किए जाने वाले डेटा की प्राकृतिक इकाई है । शब्द एक निश्चित आकार का डेटा है जिसे निर्देश समुच्चय या प्रक्रमक के हार्डवेयर द्वारा इकाई के रूप में संभाला जाता है। अंश या अंकों की संख्याशब्द में किसी भी विशिष्ट प्रक्रमक प्रारूप या संगणक स्थापत्य की एक महत्वपूर्ण विशेषता है।

किसी शब्द का आकार संगणक की संरचना और संचालन के कई पहलुओं में परिलक्षित होता है, प्रक्रमक में प्रक्रमक रजिस्टर का अधिकांश हिस्सा सामान्यतः शब्द-आकार के होते है। और सबसे बड़ा डेटा जिसे संगणक स्मृति के एकल संकार्य से स्थानांतरित किया जा सकता है और अन्य स्थापत्य स्मृति में एक स्थान को नामित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला सबसे बड़ा संम्भावित पता आकार, सामान्यतःएक हार्डवेयर शब्द है ।, हार्डवेयर शब्द का अर्थ प्रक्रमक का पूर्ण आकार का प्राकृतिक शब्द है, जो किसी भी अन्य परिभाषा के विपरीत है ।

निश्चित शब्द आकार के साथ पुराने संगणकों के लिए प्रलेखन सामान्यतः बाइट्स या वर्णों के अतिरिक्त शब्दों में स्मृति आकार बताता है। प्रलेखन कभी -कभी मीट्रिक उपसर्ग को सही तरीके से उपयोग करता है, और कभी -कभी राउंडिंग के साथ, जैसे, 65536 शब्दों के लिए 65 किलोवर्स और कभी -कभी उन्हें गलत तरीके से उपयोग करता है, किलोफोर्ड का अर्थ 1024 शब्द (2)10और मेगावर्ड्स  का अर्थ 1,048,576 शब्द (2)208-बिट बाइट्स और बाइट पताभिगमनता पर मानकीकरण के साथ, 1000 के अतिरिक्त 1024 की शक्तियों के साथ बाइट्स, किलोबाइट्स और मेगाबाइट्स में स्मृति आकार बताते हुए आदर्श बन गया है, यद्यपि अंतर्राष्ट्रीय विद्युतकीय समुच्चय द्विआधारी उपसर्ग के कुछ उपयोग है । अन्य प्रारम्भिक संगणक आधुनिक और साथ ही सादे द्विआधारी अंक प्रणाली के अतिरिक्त द्विआधारी-कोडित दशमलव प्रणाली का उपयोग करते हैं, सामान्यतः शब्द आकार 10 या 12 दशमलव अंकों का होता है, और कुछ प्रारम्भिक दशमलव संगणको में कोई निश्चित शब्द लंबाई नहीं होती है। प्रारंभिक द्विआधारी शब्द प्रणाली का उपयोग करने के लिए प्रवृत्त हुए, जो कि 6-बिट्स में से कुछ थे, जिसमें 36-बिट शब्द विशेष रूप से मेनफ्रेम संगणको के लिए साधारण था। ASCII के प्रारम्भ में  शब्द लंबाई के साथ प्रणाली के लिए कदम बढ़ाया, जो कि 8-बिट्स में से कई 16-बिट मशीनें 1970 के दशक में 32 या 64 बिट्स के साथ आधुनिक प्रक्रमक के आगमन से पहले लोकप्रिय थीं। अंकीय संकेत प्रक्रमक जैसे विशेष-उद्देश्य वाले प्रारूप में शब्द की लम्बाई 4 से 80 बिट्स तक हो सकती हैं।

किसी शब्द का आकार कभी -कभी पहले के संगणकों के साथ पिछड़े संगतता के कारण अपेक्षित से भिन्न हो सकता है।यदि कई संगत विविधताएं या प्रक्रमक का एक परिवार एक सामान्य स्थापत्य और निर्देश श्रेणी को साझा करता है, लेकिन उनके शब्द आकारों में भिन्न होता है, तो अंतर को समायोजित करने के लिए उनके प्रलेखन और सॉफ्टवेयर संकेत के रूप में जटिल हो सकते हैं।

शब्दों का उपयोग
एक संगणक को किस प्रकार से व्यवस्थित किया गया है, इसके आधार पर, शब्द-आकार इकाइयों का उपयोग किया जा सकता है:
 * स्थाई -बिंदु अंक: स्थाई -बिंदु अंक के लिए सामान्यतः पूर्णांक का संख्यात्मक मान कई अलग-अलग आकारों में उपलब्ध हो सकते हैं, लेकिन उपलब्ध आकारों में से लगभग हमेशा शब्द होगा। अन्य शब्द आकार के गुणक या अंश होने की संभावना है।छोटे आकारों का उपयोग सामान्यतः केवल स्मृति के कुशल उपयोग के लिए किया जाता है;जब प्रक्रमक में लोड किया जाता है, तो उनके मूल्य सामान्यतः एक बड़े, शब्द आकार के धारक में जाते हैं।
 * अस्थाई -बिंदु अंक: अस्थाई -बिंदु अंक के लिए धारक अस्थायी बिंदु अंक मान सामान्यतः एक शब्द से अधिक होते हैं।
 * पते
 * स्मृति पते के लिए धारकों को मूल्यों की आवश्यक सीमा को व्यक्त करने में सक्षम आकार का होना चाहिए, लेकिन अत्यधिक बड़ी नहीं होनी चाहिए, प्रायः उपयोग किया जाने वाला आकार शब्द है, यद्यपि यह शब्द आकार का एक बहु या अंश भी हो सकता है।
 * रजिस्टर: प्रक्रमक रजिस्टरों को उनके द्वारा रखे गए डेटा के प्रकार के लिए उपयुक्त आकार के साथ प्रारूपित किया गया है, अस्थाई-बिंदु अंक कई संगणक स्थापत्य सामान्य-उद्देश्य रजिस्टरों का उपयोग करते हैं जो कई अभ्यावेदन में डेटा संग्रहीत करने में सक्षम हैं।
 * स्मृति-प्रक्रमक स्थानान्तरण: जब प्रक्रमक स्मृति उपप्रणाली से एक रजिस्टर में पढ़ता है या किसी रजिस्टर का मूल्य स्मृति में लिखता है, तो स्थानान्तरित किए गए डेटा की मात्रा सामान्यतःएक शब्द होती है।ऐतिहासिक रूप से, बिट्स की यह राशि जिसे एक चक्र में स्थानांतरित किया जा सकता था, को कुछ वातावरणों में कैटेन भी कहा जाता था।  सरल स्मृति उपप्रणाली में, शब्द को स्मृति बस पर स्थानांतरित किया जाता है, जिसमें सामान्यतः एक शब्द या आधे-शब्द की चौड़ाई होती है।सी पी यू  कैश स्मृति का उपयोग करने वाले स्मृति उपप्रणाली में, शब्द-आकार का स्थानांतरण प्रक्रमक और कैश के पहले स्तर के बीच है;स्मृति पदानुक्रम के निचले स्तरों पर बड़े स्थानान्तरण का उपयोग सामान्य रूप से किया जाता है।
 * पता संकल्प की इकाई: किसी दिए गए वास्तुकला में, क्रमिक पता मान स्मृति की क्रमिक इकाइयों को नामित करते हैं; यह इकाई पता संकल्प की इकाई है। अधिकांश संगणकों में, इकाई या तो एक वर्ड या एक शब्द है। कुछ संगणकों ने बिट रिज़ॉल्यूशन का उपयोग किया है। यदि इकाई एक शब्द है, तो व्यक्तिगत वर्णों तक पहुंचने के लिए अतिरिक्त जटिलता की लागत पर किसी दिए गए आकार के पते का उपयोग करके बड़ी मात्रा में स्मृति का उपयोग किया जा सकता है।दूसरी ओर, यदि इकाई एक बाइट है, तो व्यक्तिगत वर्णों को संबोधित किया जा सकता है।
 * निर्देश: यांत्रिक निर्देश सामान्यतः स्थापत्य के शब्द के आकार का होता है, जैसे कि आर आई एस सी स्थापत्य में, या चार आकार का अंश है।यह एक प्राकृतिक विकल्प है क्योंकि निर्देश और डेटा   सामान्यतः एक ही स्मृति उपप्रणाली साझा करते हैं।हार्वर्ड स्थापत्य में निर्देशों और डेटा के शब्द के आकार से संबंधित नहीं होना चाहिए, क्योंकि निर्देश और डेटा विभिन्न स्मृतियों में संग्रहीत किए जाते हैं;उदाहरण के लिए 1ESS संगणक में 37-बिट निर्देश और 23-बिट डेटा शब्द हैं।

शब्द आकार की पसंद
जब एक संगणक स्थापत्य प्रारूपित किया जाता है, तो एक शब्द आकार के विकल्प का बहुत महत्व का होता है। ऐसे प्रारूप विचार जो विशेष उपयोगों के लिए विशेष बिट-समूह आकार को प्रोत्साहित करते हैं, और ये विचार विभिन्न उपयोगों और आकारों की ओर संकेत करते हैं। यद्यपि, प्रारूप में अर्थव्यवस्था के विचार के आकार के लिए दृढ़ता से धक्का देते हैं, या प्राथमिक आकार के लिए गुणकों या अंशों से संबंधित बहुत कम आकार होते है। वह पसंदीदा वास्तुकला का शब्द आकार बन जाता है।

वर्ण का आकार अतीत में था, जो पता समाधान की इकाई और शब्द आकार की पसंद के प्रभावों में से एक था।1960 के दशक के मध्य से पहले, वर्णों को सामान्यतःछह बिट्स में संग्रहीत किया जाता था;इसने 64 से अधिक वर्णों की अनुमति नहीं दी, इसलिए वर्णमाला ऊपरी मामले तक सीमित थी।चूंकि यह समय और स्थान में कुशल है, जिसमें शब्द का आकार वर्ण आकार का एक बहु -आकार है, इस अवधि में शब्द आकार सामान्यतः 6 बिट्स के गुणक थे।एक सामान्य विकल्प तब 36-बिट शब्द लंबाई थी। 36-बिट शब्द, जो एक अस्थायी बिंदु प्रारूप के संख्यात्मक गुणों के लिए एक अच्छा आकार भी है।

आईबीएम 360 प्रणाली प्रारूप के प्रारम्भ के बाद, जो आठ-बिट वर्णों का उपयोग करता है और कम से कम अक्षरों का समर्थन करता है, एक वर्ण का मानक आकार आठ बिट्स का बन जाता है।इसके बाद शब्द आकार स्वाभाविक रूप से आठ बिट्स के गुणक हैं, जिसमें 16, 32 और 64 बिट्स सामान्यतः उपयोग किए जाते हैं।

चर-शब्द स्थापत्य
प्रारंभिक मशीन प्रारूप में कुछ ऐसे सम्मलित थे जो सामान्यतःएक चर शब्द लंबाई कहा जाता है। इस प्रकार के संगठन में, संकार्य की कोई निश्चित लंबाई नहीं है।यंत्रो के  निर्देश के आधार पर, लंबाई को एक गणना क्षेत्र या  एक परिसीमित अतिरिक्त बिट, संगणक हार्डवेयर द्वारा निरूपित किया जा सकता है। ऐसी यंत्र  सामान्यतः4-बिट अंकों में, या 6-बिट वर्णों में, संख्याओं के लिए द्विआधारी-कोडित दशमलव का उपयोग करती हैं। यंत्रो के इस वर्ग में IBM 702, IBM 705, IBM 7080, IBM 7010, UNIVAC 1050, IBM 1401, IBM 1620, और RCA 301 शामिल हैं।

इनमें से अधिकांश यंत्र एक समय में स्मृति की एक इकाई पर काम करती हैं और चूंकि प्रत्येक निर्देश या डेटम कई इकाइ लंबी होती हैं, प्रत्येक निर्देश केवल स्मृति तक पहुंचने के लिए कई चक्र लेता है। यंत्र सामान्यत इस कारण से अत्यधिक धीमें  होते  हैं  उदाहरण के लिए, एक IBM 1620 प्रारूप  पर निर्देश प्राप्त करता है I और  8 चक्र लेता है  निर्देश के 12 अंकों को पढ़ने के लिए  IBM 1620 प्रारूप ने इसे 6 चक्रों में कम कर दिया, निर्देश निष्पादन ऑपरेंड के आकार के आधार पर, चक्रों की एक चर संख्या लेता है।

शब्द, बिट और बाइट एड्रेसिंग
एक स्थापत्य का स्मृति प्रारूप शब्द आकार से दृढ़ता से प्रभावित होता है।विशेष रूप से, एक स्मृति पते का रिज़ॉल्यूशन, अर्थात्, सबसे छोटी इकाई जिसे एक पते द्वारा नामित किया जा सकता है, को सामान्यतःशब्द के रूप में चुना गया है। इस दृष्टिकोण में, वर्ड-पता करने योग्य यन्त्र दृष्टिकोण, पता मान जो एक नामांकित स्मृति शब्दों द्वारा भिन्न होते हैं।यह उन मशीनों में स्वाभाविक है जो लगभग हमेशा शब्द इकाइयों में सौदा करती हैं, और पते को सम्मिलित करने के लिए न्यूनतम आकार के क्षेत्र का उपयोग करने के निर्देशों को अनुमति देने का लाभ होता है, जो एक छोटे निर्देश आकार या एक बड़ी प्रकार के निर्देशों की अनुमति दे सकता है।

जब बाइट प्रोसेसिंग कार्य का एक महत्वपूर्ण अंग बन जाता है, तो यह सामान्यतः शब्द के अपेक्षा बाइट जैसे कि पता रिज़ॉल्यूशन की इकाई के रूप में उपयोग करना अधिक लाभप्रद होता है।पता मान जो स्मृति में आसन्न बाइट्स को नामित करते हैं।यह एक वर्ण स्ट्रिंग के भीतर एक मनमाना वर्ण को सीधे संबोधित करने की अनुमति देता है।एक शब्द को अभी भी संबोधित किया जा सकता है, लेकिन उपयोग किए जाने वाले पते को शब्द-रिज़ॉल्यूशन विकल्प की तुलना में कुछ अधिक बिट्स की आवश्यकता होती है।शब्द आकार इस संगठन में वर्ण आकार का एक पूर्णांक होना चाहिए।इस संबोधन दृष्टिकोण का उपयोग IBM 360 में किया गया था, और तब से प्रारूपित की गई यंत्रो में सबसे साधारण दृष्टिकोण रहा है।

जब कार्यभार में विभिन्न आकारों के प्रसंस्करण क्षेत्र शामिल होते हैं, तो यह बिट को संबोधित करने के लिए लाभप्रद हो सकता है।बिट पता वाली मशीनों में कुछ निर्देश हो सकते हैं जो प्रोग्रामर-डिफाइंड बाइट आकार और अन्य निर्देशों का उपयोग करते हैं और निश्चित डेटा आकारों पर काम करते हैं।एक उदाहरण के रूप में, IBM 7030 पर अस्थायी बिदु निर्देश केवल शब्दों को संबोधित कर सकता है जबकि एक पूर्णांक अंकगणितीय निर्देश 1-64 बिट्स की एक क्षेत्र  लंबाई, 1-8 बिट्स का एक बाइट आकार और 0-127 बिट्स के एक संचायक ऑफसेट को निर्दिष्ट कर सकता है।

स्टोरेज-टू-स्टोरेज निर्देशों के साथ एक बाइट-पता करने योग्य मशीन में,सामान्यतः मनमाना स्थान से दूसरे में एक या कई बाइट्स को कॉपी करने के निर्देशों को स्थानांतरित करते हैं।एसएस निर्देशों के बिना एक बाइट-उन्मुख मशीन में, एक ही बाइट को एक मनमाना स्थान से दूसरे में दूसरे स्थान पर ले जाना सामान्यतः आसान होता है:
 * 1) स्रोत बाइट लोड करें
 * 2) लक्ष्य बाइट में परिणाम वापस सरक्षित करें

व्यक्तिगत बाइट्स को दो तरीकों में से एक में शब्द-उन्मुख मशीन पर प्रयोग किया जा सकता है। रजिस्टरों में शिफ्ट और मास्क संचालन के संयोजन से बाइट्स को हेरफेर किया जा सकता है।एक एकल बाइट को एक मनमाना स्थान से दूसरे में ले जाने के लिए निम्नलिखित निर्देशों की आवश्यकता हो सकती है:
 * 1) स्रोत बाइट वाले शब्द को लोड करें
 * 2) बिटवाइज ऑपरेशन बिट_शिफ्ट्स ने वांछित बाइट को लक्ष्य शब्द में सही स्थिति में संरेखित करे
 * 3) बिटवाइज ऑपरेशन और स्रोत शब्द एक मुखौटा के साथ सभी को शून्य करने के लिए लेकिन वांछित बिट्स
 * 4) लक्ष्य बाइट वाले शब्द को लोड करें
 * 5) और लक्ष्य बाइट को शून्य करने के लिए एक मुखौटा के साथ लक्ष्य शब्द
 * 6) बिटवाइज ऑपरेशन# या स्रोत बाइट डालने के लिए स्रोत और लक्षित शब्दों वाले रजिस्टर
 * 7) परिणाम को लक्ष्य स्थान में वापस स्टोर करें

वैकल्पिक रूप से कई शब्द-उन्मुख मशीनें रजिस्टरों या स्मृति में विशेष बाइट पॉइंटर्स का उपयोग करके निर्देशों के साथ बाइट संचालन को लागू करती हैं।उदाहरण के लिए, पीडीपी -10 बाइट सूचक में बिट्स में बाइट का आकार होता है अलग-अलग आकार के बाइट्स को उपयोग करने की अनुमति देता है, शब्द के अंदर बाइट की बिट स्थिति और डेटा का शब्द पता निर्देश स्वचालित रूप से सूचक को अगले बाइट पर समायोजित कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, स्टोर संचालन।

दो की शक्तियां विभिन्न मात्रा में स्मृति का उपयोग डेटा के मानों को अलग -अलग श्रेणी के साथ संग्रहीत करने के लिए किया जाता है।सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले आकार पता समाधान  की इकाई के दो शक्ति होते हैं।वस्तुओ  के स्मृति पता एक सरणी में किसी वस्तु के सूचि को परिवर्तित करने के लिए एक गुणन के अतिरिक्तएक अंकगणित शिफ्ट संक्रिया  की आवश्यकता होती है।कुछ विषयों में यह संबंध विभाजन के संचालन के उपयोग से भी बच सकता है।परिणाम स्वरुप, अधिकांश आधुनिक संगणक प्रारूपों में शब्द आकार होते हैं जो एक बाइट के आकार से दोगुने  की शक्ति होती हैं।

आकार परिवार
जैसे -जैसे संगणक प्रारूप अधिक जटिल हो गए हैं, स्थापत्य के लिए एकल शब्द आकार का केंद्रीय महत्व कम हो गया है।यद्यपि अधिक सक्षम हार्डवेयर डेटा के विभिन्न प्रकार के आकारों का उपयोग कर सकते हैं, बाजार बल प्रक्रमक क्षमता का विस्तार करते हुए पिछड़े संगतता को बनाए रखने के लिए दबाव डालते हैं। परिणाम स्वरुप एक ताजा प्रारूप में केंद्रीय शब्द आकार क्या हो सकता है, एक पिछड़े संगत प्रारूप में मूल शब्द आकार के विकल्प  के रूप में सह -अस्तित्व में है। मूल शब्द का आकार भविष्य के प्रारूपों में उपलब्ध है, जिससे  आकार परिवार का आधार बनता है।

1970 के दशक के मध्य में, डिजिटल उपकरण निगम ने वैक्स को 16-बिट पीडीपी -11 के 32-बिट उत्तराधिकारी के रूप में प्रारूप किया।उन्होंने 16-बिट मात्रा के लिए वर्ड का उपयोग किया, जबकि लॉन्गवर्ड को 32-बिट मात्रा में संदर्भित किया गया;यह शब्दावली पीडीपी -11 के लिए इस्तेमाल की जाने वाली शब्दावली के समान है।यह पहले की मशीनों के विपरीत था, जहां स्मृति को संबोधित करने की प्राकृतिक इकाई को एक शब्द कहा जाएगा, जबकि एक मात्रा जो एक आधा शब्द है, उसे आधा शब्द कहा जाएगा।इस योजना के साथ फिटिंग में, एक वैक्स क्वाडवर्ड 64 बिट्स है।उन्होंने इस 16-बिट वर्ड/32-बिट लॉन्गवर्ड/64-बिट क्वाडवर्ड शब्दावली को 64-बिट डिक अल्फा के साथ जारी रखा।

एक अन्य उदाहरण x86 परिवार है, जिसमें से तीन अलग-अलग शब्द लंबाई (16-बिट, बाद में 32- और 64-बिट) के प्रक्रमक जारी किए गए हैं, जबकि वर्ड ने 16-बिट मात्रा को नामित करना जारी रखा है।चूंकि सॉफ्टवेयर नियमित रूप से एक शब्द-लंबाई से दूसरे तक में porting कर रहा है, कुछ एप्लीकेशन प्रोग्रामिंग इंटरफेस और प्रलेखन सीपीयू पर पूर्ण शब्द लंबाई की तुलना में एक पुराने (और इस तरह से कम) शब्द-लंबाई को परिभाषित या संदर्भित करते हैं जो सॉफ्टवेयर के लिए संकलित किया जा सकता है।इसके अलावा, कई कार्यक्रमों में छोटी संख्या के लिए बाइट्स का उपयोग कैसे किया जाता है, एक छोटे शब्द (16 या 32 बिट्स) का उपयोग उन संदर्भों में किया जा सकता है जहां एक व्यापक शब्द की सीमा की आवश्यकता नहीं होती है (विशेषकर जहां यह काफी स्टैक स्पेस या कैश बचा सकता हैस्मृति स्पेस)।उदाहरण के लिए, Microsoft की Windows API 16 बिट्स के रूप में Word की प्रोग्रामिंग भाषा की परिभाषा को बनाए रखती है, इस तथ्य के बावजूद कि API का उपयोग 32- या 64-बिट x86 प्रक्रमक पर किया जा सकता है, जहां मानक शब्द का आकार क्रमशः 32 या 64 बिट्स होगा,।ऐसे अलग -अलग आकार के शब्द वाले डेटा संरचनाएं उन्हें संदर्भित करती हैं: इंटेल में एक समान घटना विकसित हुई है। इंटेल की x86 असेंबली भाषा- निर्देश सेट में विभिन्न आकारों (और पिछड़े संगतता) के लिए समर्थन के कारण, कुछ निर्देश mnemonics d या q पहचानकर्ताओं को डबल-, क्वाड- या डबल-क्वैड- को दर्शाते हुए ले जाते हैं,जो वास्तुकला के मूल 16-बिट शब्द आकार के संदर्भ में हैं।
 * शब्द (16 बिट्स/2 बाइट्स)
 * DWORD (32 बिट्स/4 बाइट्स)
 * QWORD (64 बिट्स/8 बाइट्स)

एक अलग शब्द आकार के साथ एक उदाहरण आईबीएम सिस्टम/360 परिवार है।सिस्टम/360 स्थापत्य, सिस्टम/370 स्थापत्य और सिस्टम/390 स्थापत्य में, 8-बिट बाइट्स, 16-बिट हाफवर्ड, 32-बिट शब्द और 64-बिट डबलवर्ड हैं।Z/स्थापत्य, जो उस स्थापत्य परिवार का 64-बिट सदस्य है, 16-बिट हाफवर्ड, 32-बिट शब्दों और 64-बिट डबलवर्ड्स का उल्लेख करना जारी रखता है, और इसके अलावा 128-बिट क्वाडवर्ड्स की सुविधा है।

सामान्य तौर पर, नए प्रक्रमक को एक ही डेटा वर्ड वर्ड लंबाई और वर्चुअल एड्रेस चौड़ाई का उपयोग एक पुराने प्रक्रमक के रूप में चाहिए, जो उस पुराने प्रक्रमक के साथ द्विआधारी-कोड संगतता हो।

सामान्यतःध्यान से लिखा गया स्रोत कोड & ndash;स्रोत-कोड संगतता और सॉफ़्टवेयर पोर्टेबिलिटी के साथ लिखा गया & ndash;विभिन्न प्रकार के प्रक्रमक, यहां तक कि अलग -अलग डेटा शब्द लंबाई या अलग -अलग पते की चौड़ाई या दोनों के साथ चलाने के लिए पुन: व्यवस्थित किया जा सकता है।

यह भी देखें

 * पूर्णांक (संगणक विज्ञान)