ニブル

コンピューターの世界では、ニブル^[1]（バイトの綴りに合わせてnybble、nyble、nyblと呼ばれることもある）は4ビットの集合体^[1]^[2]^[3]またはオクテットの半分である。ハーフバイト^[4]またはテトラド^[5]とも呼ばれる。^[6]ネットワークや電気通信の分野では、ニブルはセミオクテット[ ^{7] 、}クアッドビット^[8]、カルテット[ $9] と呼ばれることが多い。[10] ニブルには16（24$ ）通り^の^値がある $。ニブルは1つの$ 16進数（- ）で表すことができ、16進数と呼ばれる。^[11] 0F

完全なバイト(オクテット) は 2 つの 16 進数字 ( 00- FF) で表されます。したがって、1 バイトの情報を 2 つのニブルとして表示するのが一般的です。256 バイトの値のセットすべてが 16×16 テーブルとして表される場合もあります。この $テーブル$ では、各値に読みやすい 16 進コードが提供されます。

4ビットコンピュータアーキテクチャは、 4ビットのグループを基本単位として使用します。このようなアーキテクチャは、初期のマイクロプロセッサ、ポケット計算機、ポケットコンピュータで使用されていました。一部のマイクロコントローラでは引き続き使用されています。この文脈では、4ビットグループはニブルではなく文字^[12]と呼ばれることもあります。 ^[1]

歴史

ニブルという用語は「半バイト」を表すことに由来し、バイトは英語の単語「 bite 」と同音異義語である。^{[4] 2014年、}ワシントン州立大学名誉教授のデイビッド・B・ベンソンは、1958年頃にロスアラモス科学研究所のプログラマーと話していたとき、2進化10進数（BCD）の数字を保持するのに必要な記憶単位として「半バイト」という意味でニブルという用語を冗談で使った（おそらく造語した）ことを思い出した。別の綴りであるニブルは、1980年代初頭のキロボーとバイトの社説で指摘されているように、バイトの綴りを反映している。ニブルという用語が記録されている別の初期の使用は、 1977年にシティバンクの消費者銀行技術グループ内でのものである。

ニブルは、 IBM メインフレーム内でパック 10 進形式(BCD)で保存されている数値の 1 桁を保存するのに使用されるメモリの量を表すために使用されます。この手法は、計算を高速化し、デバッグを容易にするために使用されます。8 ビットのバイトは半分に分割され、各ニブルは 10 進数の 1 桁を保存するのに使用されます。変数の最後の (右端の) ニブルは符号用に予約されています。したがって、最大 9 桁を保存できる変数は、5 バイトに「パック」されます。デバッグが容易なのは、16 進ダンプで数値が読み取り可能であるためです。16 $\times 16 = 2$ $8$ のように、1 バイトの値を表すのに2 つの16進数が使用されます。たとえば、5 バイトの BCD 値は、10 進数値 +314159265 を表します。 31 41 59 26 5C

歴史的には、ニブルが4より大きいビットのグループに使用されていたケースがあります。Apple IIでは、ディスクドライブの制御とグループコード化された記録の大部分がソフトウェアで実装されていました。ディスクへのデータの書き込みは、256バイトのページを5ビット（後に6ビット）のニブルのセットに変換することによって行われ、ディスクデータのロードはその逆が必要でした。^[13]^[14]^{[15]さらに、1982年の}Integrated Woz Machineのドキュメントでは、一貫して「8ビットニブル」と言及されています。^[16]バイトという用語はかつては同様の曖昧さがあり、ビットのセットを意味していましたが、必ずしも8ビットとは限らなかったため、バイトとオクテット、またはニブルとカルテット（またはクアッドビット）が区別されていました。今日では、バイトとニブルという用語はほぼ常にそれぞれ8ビットと4ビットのコレクションを指し、他のサイズを表すために使用されることはほとんどありません。

2進数と16進数の表現

ニブルは、次のように 2 進数と 16 進数で表すことができます。

ローニブルとハイニブル

下位ニブルと上位ニブルという用語は、それぞれバイト内の下位ビットと上位ビットを含むニブルを表すために使用されます。バイト内のビットのグラフィカルな表現では、左端のビットが最上位ビット ( MSB ) を表すことがあります。これは、数字の左側の桁が最上位である通常の 10 進表記に対応しています。このような図では、バイトの左端の 4 ビットが上位ニブルを形成し、残りの 4 ビットが下位ニブルを形成します。^[17]たとえば、

97 = 97 10 = (0110 0001) 2 = 61 16

上位ニブルは $01102$ ( $616$ )、下位ニブルは $00012$ ( $116$ )です。合計値は $上位ニブル \times 16 10 + 下位ニブル$ ( $6 \times 16 + 1 = 97 10$ )です。

バイトからニブルを抽出する

ビット単位の論理積演算を実行し、オプションで上位ニブルと下位ニブルのどちらを抽出するかに応じてビットシフトを実行することで、バイトからニブルを抽出できます。

Cの場合:

# HI_NIBBLE(b) を定義します (((b) >> 4) & 0x0F) 
# LO_NIBBLE(b) を定義します ((b) & 0x0F)

ここで、は整数データ型bの変数または定数である必要があり、の最下位バイトのみが使用されます。 b

たとえば、HI_NIBBLE(0xAB)==0xAおよびLO_NIBBLE(0xAB)==0xB。

Common Lispの場合:

( defun hi-nibble ( b ) ( ldb ( byte 4 4 ) b )) ( defun lo-nibble ( b ) ( ldb ( byte 4 0 ) b ))

参照

参考文献

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外部リンク

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