Tại sao những chiếc mặt nạ bit được gọi là mặt nạ của người Hồi giáo và mục đích của chúng là gì?

Tại sao "mặt nạ bit" được gọi như thế này?

Tôi biết rằng chúng chủ yếu được sử dụng cho các hoạt động bitwise và việc sử dụng mặt nạ bit hiệu quả hơn so với việc sử dụng các biến riêng biệt.

Tuy nhiên câu hỏi của tôi là tại sao và khi nào mặt nạ bit được phát minh? Chúng được sử dụng từ khi tính toán sớm? Có loại "mặt nạ" nào khác ngoài mặt nạ bit trong miền CNTT không?

Một mặt nạ (của sự đa dạng trên khuôn mặt) là một cái gì đó che đi một số phần trên khuôn mặt của bạn và cho phép các phần khác hiển thị thông qua. Thuật ngữ được sử dụng bởi sự tương tự trong điện toán: một bitmask che đậy (lọc ra) một số bit trong một bitet và cho phép các bit khác vượt qua.

Có loại "mặt nạ" nào khác ngoài mặt nạ bit trong miền CNTT không?

Ngay trên đỉnh đầu của tôi, mặt nạ được sử dụng thường xuyên trong xử lý hình ảnh. Đó là một khái niệm tương tự: bạn tạo ra một hình ảnh đen trắng cho thấy hình dạng của những gì cần che giấu và những gì phải bỏ qua.

Một mặt nạ bit được sử dụng để che dấu một số bit của trường bit trong khi phơi bày các bit khác:

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

Điều này đã được sử dụng trước khi tính toán trong các thiết bị điện tử có cổng logic (AND, OR ...) hoặc bóng bán dẫn hoặc trong cơ điện với rơle.

Bitmasks là cũ khủng khiếp. Tôi chưa thể tìm thấy tài liệu tham khảo cho cái đầu tiên, nhưng chúng chắc chắn rất phổ biến bởi sự ra đời của bộ xử lý 8 bit và có khả năng cũng được sử dụng trong bộ xử lý 4 bit.

Ý tưởng đằng sau bitmasks là tận dụng sự song song của bitwise. Một máy tính 8 bit có thể thực hiện thao tác bitwise tương tự thành 8 bit cùng một lúc nếu chúng được đóng gói thành một từ gốc duy nhất (có nghĩa là nó phù hợp với một thanh ghi).

Tên đến từ mặt nạ, là một cách tiếp cận chung để che đậy các khu vực bạn không muốn tương tác. Ví dụ, hãy xem xét khuôn tô này để che đi các khu vực của một bức tường (khuôn tô đã được di chuyển sau khi vẽ để hiển thị mẫu)

Mặt nạ cũng được sử dụng trong nhiếp ảnh, nơi chúng đi theo thuật ngữ "né tránh" chứ không phải là "khuôn tô". Bạn có thể sử dụng mặt nạ để che khuất một số ánh sáng trong khi in để làm sáng một khu vực.

Thuật ngữ này cũng được sử dụng trực tiếp trong quang khắc, đây là kỹ thuật được sử dụng để chế tạo các mạch tích hợp. Mặt nạ ngăn ánh sáng chiếu vào bộ phận quang học được vẽ trên chip, tạo ra các mẫu mà sau đó dẫn đến các mẫu mặt trên chip. (Hình ảnh dưới đây là một trong những mặt nạ cho bộ xử lý Intel 8080A , nếu bạn tò mò)

Tương tự như vậy, trong mặt nạ bit, bạn đang chọn các phần của từ bạn muốn thao tác, che đi tất cả các bit còn lại. Trong ví dụ dưới đây, tôi sử dụng thao tác "và" để che dấu đầu vào sao cho chỉ có bit thứ 3, 4 và 8 hiển thị. Phần còn lại được "đeo mặt nạ" sao cho chúng là 0. Mặt nạ tôi sử dụng là 00110001. Tôi hiển thị nó bên dưới với #đại diện 0 và .đại diện cho 1 vì điều đó làm cho hình thức trực quan của bitmask tương tự như mặt nạ vật lý ở trên và tôi hiển thị một hàng "bit được chọn" hiển thị các bit từ đầu ra không bị che đi ( "Các bit được chọn" thực sự không phải là một hoạt động logic xảy ra ... bộ xử lý thực sự đi đúng từ đầu vào VÀ mặt nạ đến đầu ra trong một bước, nhưng tôi nghĩ rằng nó làm rõ hình ảnh trực quan)

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

Như tôi đã đề cập, bitmasking rất cũ vì nó làm tăng năng suất của bộ xử lý một cách đáng kể. Trên bộ xử lý 4 bit, nó có thể làm cho bộ xử lý tăng gấp 4 lần. Trên một quy trình 8 bit, hoặc nó có thể làm cho nó nhanh hơn 8 lần (tất nhiên chỉ hoạt động theo bitwise).

Một ứng dụng hấp dẫn cho việc này là động cơ cờ vua. Bàn cờ có 64 ô vuông. Động cơ hiện đại có số nguyên 64 bit. Đây là một chút may mắn cực kỳ thuận tiện, vì vậy các động cơ cờ vua thường tận dụng nó. Họ có cái gọi là " bảng bit " chứa vị trí của các mảnh. Điều này cho phép bạn thực hiện tất cả các loại tối ưu hóa, chẳng hạn như tìm kiếm tất cả các bước cầm đồ trong một bước duy nhất.

Trong cách sử dụng phổ biến nhất trong tiếng Anh, mặt nạ là một thiết bị che giấu một cái gì đó. In ấn màn hình được đề cập trong một câu trả lời khác. Vẽ băng dính 'mặt nạ' một cái gì đó để tránh sơn lên nó, v.v ... Mặt nạ hàn trên bảng PC 'tắt mặt nạ' khu vực được hàn từ khu vực không được hàn.

Trong trường hợp "mặt nạ bit", một số bit bị 'ẩn' hoặc bị bỏ qua để những cái khác được quan tâm hơn có thể dễ dàng thao tác hơn hoặc xem đơn giản hơn.

Mặt nạ bit không chỉ đơn thuần là một kỹ thuật 'cũ', nó là một hoạt động nguyên thủy trong hầu hết các hướng dẫn của máy, theo như tôi biết từ các bộ xử lý sớm nhất. Thông thường, đây là ở dạng "sử dụng mẫu bit trong thanh ghi này để che dấu các bit trong một số thanh ghi khác."

Một mặt nạ bit tương tự như in ấn màn hình . Bạn chọn một số vị trí bit nhất định sẽ được đưa vào kết quả:

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

Một ý nghĩa khác của mặt nạ là một trang trong giao diện người dùng đồ họa nơi người dùng có thể nhập dữ liệu.

Mặt nạ bit được phát minh vì một vài lý do:

• Các thanh ghi phần cứng được ánh xạ tới một tập hợp các bit liền kề
• Không gian bộ nhớ rất hạn chế trong quá khứ không xa

Khi bạn nhìn vào cách bạn nhìn thấy mô hình các bit bạn đang ORing để bật một chút hoặc ANDing để tắt các bit, nó trông giống như một mặt nạ.

Mặt nạ phổ biến nhất (dựa trên mặt nạ bit) là mặt nạ Hình ảnh (xem liên kết tôi đưa vào lúc đầu).

Một loại mặt nạ vật lý khác trong CNTT là photomask in thạch bản được sử dụng để khắc chỉ một phần của wafer silicon. Điều đó không được sử dụng để sản xuất các máy tính đầu tiên, nhưng bất kỳ ai làm việc trong ngành công nghiệp trong năm mươi năm qua đều sẽ biết về nó.

Tôi không biết khi nào thuật ngữ chính xác là bitcoin bitmask xuất hiện, nhưng bản thân thao tác chỉ là một chút và, đó là một hướng dẫn cơ bản của mọi máy tính nhị phân.