เหตุใดบิตมาสก์จึงถูกเรียกว่า“ มาสก์” และมีจุดประสงค์อะไร

เหตุใดจึงเรียกว่า "มาสก์บิต" แบบนี้

ฉันรู้ว่าส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการดำเนินงานระดับบิตและการใช้บิตมาสก์นั้นมีประสิทธิภาพมากกว่าการใช้ตัวแปรแยกต่างหาก

อย่างไรก็ตามคำถามของฉันคือทำไมและเมื่อมาสก์บิตถูกคิดค้นขึ้นมาเมื่อใด พวกเขาใช้งานตั้งแต่คำนวณครั้งแรกหรือไม่ มี "หน้ากาก" ประเภทอื่นนอกเหนือจากมาสก์บิตในโดเมนไอทีหรือไม่

หน้ากาก (ของความหลากหลายของใบหน้า) เป็นสิ่งที่ปกปิดใบหน้าบางส่วนของคุณและให้ส่วนอื่นแสดงผ่าน คำศัพท์ที่ใช้โดยการเปรียบเทียบในการคำนวณ: bitmask ครอบคลุม (กรองออก) บางบิตในบิตเซ็ตและช่วยให้ผู้อื่นผ่าน

มี "หน้ากาก" ประเภทอื่นนอกเหนือจากมาสก์บิตในโดเมนไอทีหรือไม่

เพียงปิดส่วนบนของศีรษะมาสก์จะถูกใช้บ่อยในการประมวลผลภาพ มันเป็นแนวคิดที่คล้ายกัน: คุณสร้างภาพขาวดำที่แสดงรูปร่างของสิ่งที่ปิดบังและสิ่งที่ต้องทำ

บิตมาสก์ถูกใช้เพื่อปกปิดบิตของฟิลด์บิตในขณะที่เปิดเผยข้อมูลอื่น ๆ :

initial value: 011011001
bit mask.....: 111110000
result value.: 011010000

สิ่งนี้ถูกนำมาใช้ก่อนการคำนวณในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีลอจิกเกต (AND, OR ... ) หรือทรานซิสเตอร์หรือในอิเล็กทรอนิคส์พร้อมรีเลย์

Bitmasks นั้นเก่ามาก ฉันไม่สามารถค้นหาการอ้างอิงถึงคนแรกได้ แต่พวกเขาได้รับความนิยมอย่างมากจากการถือกำเนิดของตัวประมวลผล 8 บิตและน่าจะใช้ในตัวประมวลผล 4 บิต

แนวคิดเบื้องหลัง bitmasks คือการใช้ประโยชน์จากความเท่าเทียมกันในระดับบิต คอมพิวเตอร์ 8 บิตสามารถทำการดำเนินการในระดับบิตเดียวกันกับ 8 บิตในครั้งเดียวหากพวกเขาบรรจุเป็นคำภาษาเดียว (ซึ่งหมายความว่ามันเหมาะกับการลงทะเบียน)

ชื่อนี้มาจากการปิดบังซึ่งเป็นวิธีการทั่วไปในการครอบคลุมพื้นที่ที่คุณไม่ต้องการโต้ตอบด้วย ตัวอย่างเช่นลองใช้ลายฉลุนี้เพื่อปิดพื้นที่ของกำแพง (ลายฉลุถูกย้ายหลังจากการทาสีเพื่อแสดงลวดลาย)

มาสก์ยังใช้ในการถ่ายภาพโดยใช้คำว่า "หลบ" แทน "ลายฉลุ" คุณสามารถใช้หน้ากากปิดบังแสงบางส่วนในระหว่างการพิมพ์เพื่อทำให้พื้นที่สว่างขึ้น

คำนี้ยังใช้โดยตรงใน photolithography ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้ในการทำวงจรรวม หน้ากากป้องกันแสงจากการไปถึงช่างภาพที่ทาสีบนชิปซึ่งสร้างรูปแบบที่จะนำไปสู่รูปแบบ facinating บนชิปในภายหลัง (ภาพด้านล่างเป็นหนึ่งในหน้ากากสำหรับโปรเซสเซอร์ Intel 8080Aหากคุณสงสัย)

ในทำนองเดียวกันในการปิดบังบิตคุณกำลังเลือกบางส่วนของคำที่คุณต้องการเปิดใช้งานปิดบังส่วนที่เหลือทั้งหมดของบิต ในตัวอย่างด้านล่างฉันใช้การดำเนินการ "และ" เพื่อปิดบังอินพุตที่แสดงเฉพาะบิตที่ 3, 4 และ 8 ส่วนที่เหลือเป็น "หน้ากาก" เพื่อให้เป็น 0 00110001หน้ากากที่ผมใช้เป็น ฉันแสดงด้านล่างด้วยการ#แทนค่า 0 และ.แทน 1 เพราะนั่นทำให้ลักษณะที่ปรากฏของ bitmask คล้ายกับรูปแบบทางกายภาพด้านบนและฉันแสดงแถว "บิตที่เลือก" ซึ่งแสดงบิตจากผลลัพธ์ที่ไม่ถูกปิดบัง ( "bits ที่เลือก" ไม่ใช่การดำเนินการทางตรรกะที่เกิดขึ้นจริง ... โปรเซสเซอร์ไปจากอินพุตและมาสก์เพื่อเอาท์พุทในขั้นตอนเดียว แต่ฉันคิดว่ามันทำให้ภาพที่แสดงชัดเจนขึ้น)

Input          10010111
Mask           ##..###.  (aka 00110001)
-----------------------
(selected)       01   1
Input AND Mask 00010001

อย่างที่ฉันได้กล่าวไปแล้วการบิตบิทนั้นเก่ามากเพราะมันช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์อย่างมาก สำหรับโปรเซสเซอร์ 4 บิตสามารถทำให้โปรเซสเซอร์เร็วขึ้น 4x ในกระบวนการ 8 บิตหรือสามารถทำให้เร็วขึ้น 8 เท่า (แน่นอนว่าในการทำงานระดับบิตเดียว)

สิ่งหนึ่งที่น่าสนใจสำหรับเรื่องนี้คือกลไกหมากรุก กระดานหมากรุกมี 64 ช่อง เครื่องมือที่ทันสมัยมีจำนวนเต็ม 64 บิต นี่เป็นโชคที่แสนสะดวกสบายมากดังนั้นเครื่องมือหมากรุกมักจะใช้ประโยชน์จากมัน พวกเขามี " bitboards " ซึ่งมีที่ตั้งของชิ้นส่วน สิ่งนี้ช่วยให้คุณสามารถปรับแต่งได้ทุกประเภทเช่นการค้นหาการจำนำทั้งหมดในขั้นตอนเดียว

ในการใช้งานทั่วไปเป็นภาษาอังกฤษหน้ากากเป็นอุปกรณ์ที่ซ่อนอะไรบางอย่างไว้ การพิมพ์หน้าจอถูกกล่าวถึงในคำตอบอื่น การทาสีเทป 'ปิดมาสก์' เพื่อหลีกเลี่ยงการพ่นสีเป็นต้น Solder Mask บนบอร์ด PC 'ปิดการใช้งาน' บริเวณที่จะทำการบัดกรีจากบริเวณที่ไม่ได้ทำการบัดกรี

ในกรณีของ "การปิดบังบิต" บางบิตเป็น 'ซ่อน' หรือถูกละเว้นเพื่อให้คนอื่น ๆ ที่สนใจสามารถจัดการได้ง่ายขึ้นหรือดูได้ง่ายขึ้น

การปิดบังบิตไม่ได้เป็นเพียงเทคนิค 'เก่า' แต่เป็นการดำเนินการดั้งเดิมในที่สุดหากไม่ใช่คำสั่งเครื่องทั้งหมดเท่าที่ฉันรู้จากโปรเซสเซอร์รุ่นแรกสุด โดยทั่วไปจะอยู่ในรูปแบบของ "ใช้รูปแบบบิตในการลงทะเบียนนี้เพื่อปกปิดบิตในการลงทะเบียนอื่น ๆ "

หน้ากากบิตจะคล้ายกับการพิมพ์หน้าจอ คุณเลือกตำแหน่งบิตบางอย่างที่จะเข้าสู่ผลลัพธ์:

source value = 42 -> 00101010b
mask = 51 -> 00110011b
result 42&51 = 00100010b -> 34

อีกความหมายของหน้ากากคือหน้าในส่วนติดต่อผู้ใช้แบบกราฟิกที่ผู้ใช้สามารถป้อนข้อมูล

บิตมาสก์ถูกประดิษฐ์ขึ้นด้วยเหตุผลสองประการ:

• การลงทะเบียนฮาร์ดแวร์ถูกแมปกับชุดบิตต่อเนื่อง
• พื้นที่หน่วยความจำมี จำกัด มากในอดีตที่ไม่ไกลเกินไป

เมื่อคุณดูวิธีที่คุณเห็นรูปแบบของบิตที่คุณกำลัง ORing เพื่อเปิดบิตหรือ ANDing เพื่อปิดบิตดูเหมือนว่ามาสก์

มาสก์ที่พบบ่อยที่สุด (อิงกับมาสก์บิต) คือมาสก์ของรูปภาพ (ดูลิงก์ที่ฉันรวมไว้ในตอนต้น)

รูปแบบทางกายภาพอีกประเภทหนึ่งใน IT คือ photomask พิมพ์หินที่ใช้ในการกัดเพียงส่วนหนึ่งของแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน นั่นไม่ได้ใช้ในการผลิตคอมพิวเตอร์เครื่องแรกสุด แต่ทุกคนที่ทำงานในอุตสาหกรรมในช่วงห้าสิบปีที่ผ่านมาจะได้รับรู้ถึงมัน

ฉันไม่รู้ว่าเมื่อไหร่ที่คำว่า“ bitmask” ปรากฏขึ้นอย่างแน่นอน แต่การดำเนินการนั้นเป็นเพียงบิตและซึ่งเป็นคำสั่งพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ไบนารีทุกเครื่อง