8ビットマシンが主流になった理由

コンピュータの勉強をしています。
いろいろと歴史を知ったのはいいのですけれど、なぜ８ビットマシンが主流になったのか？が
分かりません。

38でも半分の19でも10でも大きな問題が発生すると思えません。
どのような経緯で８ビットマシンがごく普通に当たり前になったのかと考えると
教えてくれる心当たりもなく、不安です。
現在環境に不満を持っているなどとかそのようなことではなく、どのように８ビットに
収まっていったのかの経緯が気になって仕方ありません。
どなたかご教授いただけますでしょうか？

質問者からの補足コメント

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  PDP-6,DEC-10は？

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2016/08/20 22:34

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  知ったかの人は止めてください。
  これでもちゃんと勉強した上で歴史的経緯が分からないのです。
  GCや特殊タイプなどにタグが必要であれば８では足りないはず。
  GNU emacsの64化が遅れたのも、8bitタグにこだわったためと
  卒業した先輩が言い残していました。
  38であれば19を二つ持てるのでそれは便利だったことでしょう。

    補足日時：2016/08/20 22:47

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  違う方に返信を書いていて遅れました。すみません。
  電卓の話は授業で習いました。で？
  GCや特殊タイプにもビットは必要でしょう。GNU emacsは8ビットタグにこだわったため
  64化が遅れたと卒業した先輩が言ってましたが。
  現在がそうなっているからそうなんだとおっしゃるのであれば、科学たりえません。

  No.2の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2016/08/20 22:59

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  本文も読んでいるつもりなのですが、失礼がありましたらごめんなさい。
  ただ、皆さんはマイクロコンピュータができた時８ビットでした。終わり。
  IBMやハネウェルの機械は36bitだった様子です。私は当然そんな昔のことはわからないのですが
  だからお伺いをしているわけです。
  マイクロプロセッサのほとんどがバイトマシンであることは当然ですが知っています。
  黎明期インテルやモトローラといった会社がバイトマシンから始めたことも知っています。
  なんでバイトマシンを選んだんでしょうか？
  計算機の歴史の中で、バイトマシンが主流となった理由はどこにあるのでしょうか？
  みんなPDP-8の真似をした、なら私自身は知識としてしか知りませんが
  それが与えた影響とか。逆にバイトマシン以外がほぼ死滅してしまった理由とか。
  お伺いしていることは計算機自体の淘汰の歴史のことであって、マイクロコンピュータの話ではありません。

  No.3の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2016/08/21 11:06

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  書いたはずだと思っていたのですが、できていなかったみたいなので書いています。実は補足ではないです。
  128機械は必要とされていないと思うのです（全く個人的な見解ですけど）。メモリたくさん積んだって、機械間のコネクションを早くし、全体のスループットを上げることができたらいいかなと。
  そこまで勉強していないのですが64のアドレス線を全部持っている機械は演算装置の速度が足りなく思います（素人考えですが）。アイタリウムについては話に聞いただけですけれどコンパイラの限界とか、参照が局所性を持つことが正しければ、VL命令は無駄でしたということと思うのです。
  バイトマシンについては、ジャイアンツファンが多い理由と同義ですか？無駄がないから。本当にそれだけなんですか？

    補足日時：2016/08/21 17:08

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  ご理解いただけないかもしれませんけれど、主題は変わっていませんよ。読み取れないのは貴殿の責任です。
  物理学や数学がマーケットの動向でその理論が左右されますか？
  バイトマシンが単に市場の選択である、とするならば計算機自体に科学は存在しないこととなり、勉強をする意味がなくなります。それは今の私にとって大事なことです。

  No.8の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2016/08/21 21:47

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  私たちは１０進数を使う理由は昔から、は採点が難しいです。同じく私たちはバイトを使う、８ビットマシンが出てから。と仰られてその設計の理由、進んで使われたのか、私は当時を存じません。無論今バイトが当然になっているのは体験してます。何度もですが、バイト主流の理由？なのです。ハフマンでもわかる通り情報の積をどのように表そうと、それは人のすることでしょう。可変長が難しいので2x8,2x9,2x12,2x18いろんな選択肢があったと考えますし、当時設計者もどれがいいか悩んだはずです。いくつを束にまとめるか？それは人・設計者の決めること。どれを採用するかも、人・採用者の決めること。ニクソンショックでドルの不交換を言うのも人の決めることですが、経済理論でそれらは説明されます、不確かでも。計算機なんて人の創造物に、その設計の理由つまりバイトマシンならバイト採用の理由は本当にそんなにむずかしいことでしょうか？

    補足日時：2016/08/23 21:35

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  赤青緑を８ビットずつで表現するのは計算機側による要請でしょう。人の目はもっといい。医療用レントゲンは白黒１６ビットと伺いました。また、音声についても計算機側の要請があってのことでしょう。9bitマシンなら18ビットサンプリングは不思議はない。「バイトは現在情報の符号化について大きく影響を与えた」と言えそうです。そして、それらが主流となった理由について、体系的な解をお持ちではないということについてはご自身の不勉強を呪う事柄であって、後進の私たちに投げつける言葉ではないと思います。私の問いはバイトマシン主流の理由についてです。８ビットマシンが売れたなら、それが市場に答えられた理由や設計の理念とか。バイトをずっと使ってるからでは２進を使ってきました、で論理性がないでしょう。俺はバイトしか知んという方も何で私たちがその進数を使っているのか一度退いて俯瞰するように見ていただきたいのです。

    補足日時：2016/08/24 00:29

No.10 回答者： SortaNerd 回答日時： 2016/08/23 00:00

失礼ながら何を疑問に思っているのか分かりません。

4,8,16がキリが良いことは理解していらっしゃるようですが、稀なキリが悪くなる用途を挙げてキリが悪い方が良いという詭弁を言っているように見えます。
タグを付けてちょうどいい長さにしたらタグを付けない時無駄が出来るだけですよ。

No.9 回答者： nora-sky 回答日時： 2016/08/22 01:07

私見です。

主さんの科学が何を意味しているか分かりませんが、人間が作った原理原則に基づいて商品(道具)として発展してきたハードウエアとしてのパソコンに科学を求めることに無理があります(半導体の製造プロセスには科学が大きく関わるかなと)。
・ソフトのアルゴリズム(解法)には科学の要素があるかも。

※科学＝観察や実験に基づく体系的な知識の蓄積(私的解釈)。

いずれにしても本意が読み取れないので今後回答はひかえます。

No.8 回答者： nora-sky 回答日時： 2016/08/21 18:33

おしまいにしませんか？

※当初の質問。
>どのように８ビットに収まっていったのかの経緯が気になって仕方ありません。
※最近の補足
＞お伺いしていることは計算機自体の淘汰の歴史のことであって、マイクロコンピュータの話ではありません。
※直近の補足
＞バイトマシンについては、ジャイアンツファンが多い理由と同義ですか？無駄がないから。本当にそれだけなんですか？

質問の趣旨が大きく変化してます(回答として求めているのは何ですか、技術論議なら知人と議論してください)。

淘汰されたのはマーケットが必要としなかっただけです(自由競争に負けただけ)。

※1000人搭乗できる飛行機って必要ですか？、「過ぎたるは猶及ばざるが如し」です(128bitCPU)。

最近は分散処理が一般化してコンピューター単体(過去の概念)で解決する時代ではありません(京(PRIMEHPC FX10)は64bitCPUを1536個使っている汎用HPCです)からバイトマシンとかワードマシンという用語自体が形骸化しています。

パソコンの世界でも10コアのCPUが一般向け(サーバー用途だと20コア以上)で販売されていますし、GPGPUだと2000以上の演算装置(CUDA)を使った物理計算などが実現されています。

※このスレでは以降の回答は控えます。

No.7 回答者： nora-sky 回答日時： 2016/08/21 12:29

連投ですが…。

＞なんでバイトマシンを選んだんでしょうか？

インテルがビジコンから開発依頼を受けた最初のマイクロプロセッサー(プログラム可能な電卓)は4bit(i4004)で倍に拡張して8bit(i8008)に移り、モトローラは8008に対抗したMC6800を開発しました。
当時、インターシルがIM6100というPDP8/E互換の12bitCPUを、ナショナル セミコンダクターがIMP-16を、テキサス・インスツルメンツがTMS9900を、パナファコムがMN1610等他社は16bit化を進めます。
他社対抗上インテル/モトローラも16bitにシフトします(インテルはi8086、モトローラはMC68000)。
8/16/32/64bit以外が淘汰された一番大きな要素は高価なメモリが無駄なく有効活用できる点が大きかったのかなと(No.2の回答)。　記憶容量を削減したことが原因で、2000年問題や2038年問題があります。
要は妥協の産物ですが8bitの倍数がメモリを一番効率よく利用できる点かと。

No.6 回答者： nora-sky 回答日時： 2016/08/21 11:54

No4の回答者で追記します。

※8bitCPUが開発され、マイコンピュータからパーソナルコンピューターへと変わっていきます。
8bit以外のコンピューターもありましたが中途半端なbit数のコンピューターが淘汰され始める(PDP8(12bit)互換のCPUも開発されましたが世の中は16bitにシフトしていきます)。
・個人でコンピュータが利用できるようになりました(マイコン時代、プログラミングは2進数でマシン語が基本)。
・開発言語としてVTL(Very Tiny Language)が開発されBasicへと発展(VTLはAltair 680bで初めて実装)。
・8bitCPUのパーソナルコンピューターでグラフィックが利用可能に(有名なのはApple II)。
・8bitパーソナルコンピューターが一般化しはじめ「パソコン」として定着(国内だとPC6001、FM-7/8,MSXなど)。
・8bitO/S(有名なのはCP/M、後に16bitO/SのCP/M86に)が開発されビジネス用プラットホームとして定着、後にPC-DOS、MS-DOS、Windowsへと発展。

＞なぜ８ビットマシンが主流になったのか？が分かりません。

「主流になった」のではなく「一般用途は8bitで発展した」が正しいかと。

No.5 回答者： f02e 回答日時： 2016/08/21 08:52

簡単に書いてしまうとOSの設計ミスと、エロゲーが要因。

当時、8bitのCPUでそれ以上の進化は難しいと考えられ、メモリの管理を8bitから拡張されることを
想定していなかったため16bit化が遅れたのが一つ。
それまでもコンピュータは仕事で使用されていたが非常に高価であったため普及が進んでいなかったが、
エロゲーが出ると高価なゲーム機として一般にも普及しだしたことで、認知度が高まり、出荷台数が増え
ることで価格が抑えられ始めた事が一つ。

で、普及したはいいが上記で言ったように16bit化が難しいOSが普及しちゃったもんだから、互換性保った
まま16bit化することが難しくて、その後も8bitマシンというかOSが長く権勢を築いたって言えば割と納得
してもらえるかな。
＃割とまじめに言ってるからね。

ちなみにOS/2が普及しなかった理由は、DOS、Windowsとの互換が微妙な出来だったこと、32bitOS
を実行させるには当時の80386CPUには荷が重く、処理がもたついて使い物にならないと判断された
ためと言われてる。
Itanuium なんかも良い例だよね。互換性無視して高速な 64bit CPU 作りましたって言っても殆ど見向
きもされなかったし。
一度広まっちゃうとなかなか新しいものに切り替えられない。

No.4 回答者： nora-sky 回答日時： 2016/08/21 01:41

8Bitが大きく発展した一番大きな理由はASCII文字コードが定義され、コンピューターで文字が扱えるようになったことが一番の理由かと。

※7bitでカバーできますが8bitCPUだと1回で処理できるデータ。

8bitが一つの単位(1バイト)として定着したことも大きな理由かと(コンピューターの1語の単位はワード→4bit～64bitまで全てワード)。
※現在でもプログラミングで使う文字はASCII文字コードに内包されています。

No.3 回答者： 銀鱗 回答日時： 2016/08/21 00:18

ぉぃぉぃ。

余談だけじゃなくて本題部分も読んでよ。
余談に書いた通り8ビットが異常なほど長い期間利用されていたのはOSの限界ですよ？
さらにその期間が長すぎたため8ビットの資産が非常に多く蓄積された。（←これは行間を読んでほしかったなあ。先輩から聞いた話と突き合せれば容易だったと思われる）
企業がその資産を手放さないため16ビット/32ビット化が遅れた。
そして8ビットが主流になったのは急速に伸びた需要に対して十分な供給ができるようになったからです。
他には何もありません。

ビット数は単に2のべき乗を選んだら効率よく作れるからという理由で、4ビット/8ビット/16ビット/32ビット/64ビットのCPUが作られています。

CCDはCPUとは別のアーキテクチャを持っているので【2のべき乗】のビット数にこだわることなくRGBで36ビット/48ビット（各色12ビット/16ビット）とか半端な数を設定されてるが標準に使われる画像がRGB24ビット（各色8ビット）であるため減色して出力している。
いわゆるJPEGなど画像フォーマットは国際的な仕様の取り決めがあり標準化されているため8ビットは捨てられない。
これは8ビットマシンとはまた別の話です。


・・・また余談・・・
ちなみにCPUが64ビットから128ビットへのシフトが始まらない理由も分かっているんですけどね。
　１．ダイ（サイズ）がでかくなるから。
　２．ソフト（OS）が追い付けないから。
の二つ。
3ナノプロセスが実用化されれば128ビットCPUも夢ではない。
SoC化が進んでいるおかげで、プロセスの微細化も進んでいますが、
まだ7ナノプロセスに入ったばかりですから向こう10年は影すら見えないでしょうけど。


なお、CPUの16ビット/32ビット化はHDDの発達速度に追いつけなかった。
8ビットや16ビットOSでは大容量化したHDDを扱うとき、問題が起きるくらいに追いつけなかった。
これはCPUというよりもOSが追い付けなかったというべきかもしれない。
そんな問題を解決するためにOSの16ビット/32ビット化が望まれマイクロソフト社をはじめとするOS開発元が8ビットから脱却したOSを開発/販売し
ようやく8ビットCPUは「マイコン」程度の組み込み機器に落ち着くようになった。
それでも32ビットOSではすでに限界がチラチラ見えているんですよねえ。


【最後に一部訂正】（余談の5行目）
誤　その後Intel社では、8086、80186や80286、80386、80486など16ビットのCPUが作られます…が、
正　その後Intel社では、8086、80186や80286、80386、80486など16ビット/32ビットのCPUが作られます…が、

No.2 回答者： 銀鱗 回答日時： 2016/08/20 22:43

まず、コンピュータで処理を行うCPUは「ON」と「OFF」の状態で処理を行うことを理解してください。

そしてこのON/OFFの状態で示すことができる値は、
ON/OFFの状態を示すものが…
　1つなら2個の状態を
　2つなら4個の状態を
　3つなら8個の状態を
　4つなら16個の状態を
示すことができます。
例：
　ONを「１」、OFFを「０」と表現すると次のように示すことができます。
　（この０と１で示した値は2進数になります）
　1つ　0/1　の2個
　2つ　00/01/10/11　の4個
　3つ　000/001/010/011/100/101/110/111　の８個
　4つ　0000/0001/0010/0011/0100/0101/0110/0111/1000/1001/1010/1011/1100/1101/1110/1111　の16個
4ビットCPU内部では16個の状態で処理を行います。

世の中で一番初めに普及したのは4ビットのCPUです。
これは電卓に使われていました。
しかしコンピュータの「記憶」を司る「メモリ」の扱いは、非常に少ないものになります。
4ビットで示すことのできるメモリのアドレスは16個しかありません。
（実際には4ビットを2つ使用することでメモリアドレスを256個まで利用可能でした）

普及した4ビットCPUの弱点であるメモリ容量の少なさを改善したのが、8ビットCPUです。
4ビットではメモリが256個しか扱えなかったのに対し、
１つだけで256ビット、2つ組み合わせ（８ビット×８ビット＝256×256）て64k個（65536個）のメモリアドレスを利用可能になりました。
使える処理の種類や状態も16種類から256種類に増やすこともできます。

これにより複雑な処理を行えるようになり、コンピュータの普及につながったのです。


・・・
冒頭に書いた通りCPUはの処理は内部では2進数で扱われるので、一番初めは4ビットのCPUが作られました。
そしてその弱点である扱えるメモリ数の少なさをカバーするために考えられたのが、倍にするということ。
８ビットにしようという計画です。
実際にCPUを設計するときに、4ビットの回路を２つくっつけて修正すれば良いので楽だったようです。
しかも４ビットCPUと一部の命令（CPU内での処理）に互換性を持たせることができました。

そしてこれが世界の高度成長期に広く普及することになりIntel社が世界企業になる足がかりになったのです。
チャンチャン♪


…この文章から必要なところを読み取ってください…


・・・余談・・・
Intel社が世に送り出した４ビットCPUは4004と名付けられています。
そして８ビットCPUは8008と名付けられました。
さらにこの8008を改良した8080が作られ、パーソナルコンピュータ（パソコン）をはじめとする自動制御機器に採用され世界的に普及します。
（他社では、Z80、6800などの8ビットCPUが作られます）
その後Intel社では、8086、80186や80286、80386、80486など16ビットのCPUが作られます…が、
プログラミングが複雑化したため16ビットCPUは高速な8ビットCPU互換品として使われていました。
（コンピュータのOSの限界）
OS（Operating System）が16ビットにフル対応してようやくパソコンにおける8ビットの時代は終わりを告げます。
そして先には32ビット化と、さらにその先に64ビット化が待っていることになります。
（128ビット化はまだか？）

No.1 回答者： daaa- 回答日時： 2016/08/20 21:18

２×２×２、・・・・