Wort

In der Elektrotechnik und in digitalen Systemen ist ein Wort eine Dateneinteilung mit fester Länge, die ein Prozessor oder Speichersystem als eine einzige Einheit verarbeitet. Die klassische Definition von fünf Zeichen plus einem Leerzeichen stammt aus frühen Lochkarten- und Papierlochstreifensystemen, wo diese Länge mechanischen Zwängen und Telegrafiekonventionen entsprach. Mit der Entwicklung der Halbleitertechnik hat sich der Begriff aber grundlegend gewandelt, und heute hängt die Wortgröße vollständig von der Systemarchitektur ab.

Moderne Wortgrößen werden in Bits gemessen und sind fast immer Zweierpotenzen: 8 Bits (1 Byte), 16 Bits, 32 Bits oder 64 Bits sind übliche Werte. Ein 32-Bit-Prozessor führt arithmetische, logische und Speicheroperationen mit 32-Bit-Worten durch; ein 64-Bit-Prozessor arbeitet mit 64-Bit-Worten. Die Wortgröße bestimmt, wie viele Daten in einem Taktzyklus durch die Rechenwerk-Logikeinheit fließen, und beeinflusst daher unmittelbar Durchsatz und Geschwindigkeit. Ein 16-Bit-Mikrocontroller aus den 1980er Jahren konnte zwei 16-Bit-Zahlen in einer Anweisung addieren; eine moderne 64-Bit-CPU verarbeitet in demselben Schritt deutlich größere Werte.

Wenn Daten kleiner als ein Wort sind, müssen sie mit Nullen oder anderen Werten aufgefüllt oder mit anderen Werten gepackt werden. Wenn Daten größer sind, müssen sie auf mehrere Worte verteilt und von der Software wieder zusammengesetzt werden. Diese Nichtübereinstimmung zwischen Datengröße und Wortgröße erzeugt Ineffizienz und Komplexität. Die Speicheradressierung hängt ebenfalls von der Wortbreite ab: Ein 32-Bit-System mit 32-Bit-Worten adressiert den Speicher in 4-Byte-Schritten, während ein 16-Bit-System in 2-Byte-Schritten voranschreitet. Fehlausrichtung, wenn ein Datenelement nicht an einer Wortgrenze sitzt, kann Zugriffe verlangsamen oder Fehler verursachen.

Befehlsworte enthalten den Maschinencode für eine einzelne Operation und können sich in ihrer Größe von Datenworten unterscheiden. Ein Prozessor kann 16-Bit-Befehle, aber 32-Bit-Datenworte verwenden. Doppelworte (dword) und Vierfachworte (qword) sind gebräuchliche Bezeichnungen für 32-Bit- und 64-Bit-Werte in 16-Bit- oder 32-Bit-Systemen. In Telekommunikations- und Industrieprotokollen bezieht sich ein Wort oft auf ein festes Register oder eine Nachrichteneinheit; beispielsweise nutzt Modbus TCP 16-Bit-Worte für Registerdaten, und EtherCAT verwendet mehrbytige Rahmen, die in logische Worte gruppiert werden.

Die klassische Definition mit fünf Zeichen lebt in älterer Dokumentation, Industriestandards und Dateneingabesystemen fort, wo Fernschreiber-Konventionen noch gelten. Welche Definition zutrifft, erkennt man am Kontext: Historische Texte, Altgeräte und Normen für papierlose Büros beziehen sich auf die zeichenbasierte Definition, während Halbleiterdatenblätter, Prozessor-Handbücher und Firmware immer auf Bits verweisen. Verwechslungen zwischen den beiden können zu Pufferspeicherüberläufen, fehlausgerichteten Speicherzugriffen und Datenverlust in Code führen, der alte und neue Systeme verbindet.