字长

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字长是直接用二进制代码指令表达的计算机语言,指令是用0和1组成的一串代码,它们有一定的位数,并分成若干字长段,各段的编码表示不同的含义,例如某台计算机字长为16位,即有16个二进制数合成一条指令或其它信息。16个0和1可组成各种排列组合,通过线路变成电信号,让计算机执行各种不同的操作
中文名
字长
解 释
同一时间处理二进制位数叫字长
地 位
字长是CPU的主要技术指标之一
补 充
计算机的处理器大部分已达到64位

概念 编辑

在同一时间中处理二进制数的位数叫字长。通常称处理字长为8位数据的CPU叫8位CPU,32位CPU就是在同一时间内处理字长为32位的二进制数据。二进制的每一个0或1是组成二进制的最小单位,称为位(bit).
字长:一般说来,计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”,而这组二进制数的位数就是“字长”。字长与计算机的功能和用途有很大的关系,是计算机的一个重要技术指标。字长直接反映了一台计算机的计算精度,为适应不同的要求及协调运算精度和硬件造价间的关系,大多数计算机均支持变字长运算,即机内可实现半字长、全字长(或单字长)和双倍字长运算。在其他指标相同时,字长越大计算机的处理数据的速度就越快。早期的微机字长一般是8位和16位,386以及更高的处理器大多是32位。目前市面上的计算机的处理器大部分已达到64位。
字长由微处理器对外数据通路的数据总线条数决定

通俗讲解 编辑

字长是CPU的主要技术指标之一,指的是CPU一次能并行处理二进制位数,字长总是8的整数倍,通常PC机的字长为16位(早期),32位,64位。
PC机可以通过编程的方法来处理任意大小的数字,但数字越大,PC机就要花越长的时间来计算。PC机在一次操作中能处理的最大数字是由PC机的字长确定的。
我们先来看一下人脑是如何进行计算的,例如5×6则立即可以得到答案是30,但对于55×66,就不可能立即得到正确的答案,这就是说55或66已走出了人脑的“字长”,这是为了得出结果,就必须把复杂的问题(如55×66)分解成易于处理的问题(如55×66可分解为50×60,50×6,5×60,5×6),然后再综合起来,得出结果。
字长 字长
同样PC机也是这样处理问题的,一台16位字长的PC机,可以直接处理2的16次方(65536)之内的数字,对于超过65536的数字就需要分解的方法来处理。32位pc机比16位机优越的原因就在于它在一次操作中能处理的数字大,32位字长的PC机能直接处理的数字高达40亿(2的32次方),能处理的的数字越大,则操作的次数就越少,从而系统的效率也就越高。
诚然,现在CPU大多是64位的,但大多都以32位字长运行,都没能展示它的字长的优越性,因为它必须与64位软件(如64位的操作系统等)相辅才成,也就是说,字长受软件系统的制约,例如,在32位软件系统中64位字长的CPU只能当32位用。

详述 编辑

在计算机中,一串数码作为一个整体来处理或运算的,称为一个计算机字,简称字。字通常分为若干个字节(每个字节一般是8位)。在存储器中,通常每个单元存储一个字,因此每个字都是可以寻址的。字的长度用位数来表示。
在计算机的运算器、控制器中,通常都是以字为单位进行传送的。字出现在不同的地址其含义是不相同。例如,送往控制器去的字是指令,而送往运算器去的字就是一个数。

字长

字长是指计算机的每个字所包含的位数。根据计算机的不同,字长有固定的和可变的两种。固定字长,即字长度不论什么情况都是固定不变的;可变字长,则在一定范围内,其长度是可变的。
计算的字长是指它一次可处理的二进制数字的数目。计算机处理数据的速率,自然和它一次能加工的位数以及进行运算的快慢有关。如果一台计算机的字长是另一台计算机的两倍,即使两台计算机的速度相同,在相同的时间内,前者能做的工作是后者的两倍。一般地,大型计算机的字长为32―64位,小型计算机为16―32位,而微型计算机为4一16位。字长是衡量计算机性能的一个重要因素。

字节

字节是指一小组相邻的二进制数码。通常是8位作为一个字节。它是构成信息的一个小单位,并作为一个整体来参加操作,比字小,是构成字的单位。在微型计算机中,通常用多少字节来表示存储器的存储容量。

双倍字长 编辑

双倍字长是指计算机内部参与运算的数的位数。它决定着计算机内部寄存器、ALU和数据总线的位数,直接影响着机器的硬件规模和造价。双倍字长直接反映了一台计算机的计算精度,为适应不同的要求及协调运算精度和硬件造价间的关系,大多数计算机均支持变字长运算,即机内可实现半字长、全字长(或单字长)和双倍字长运算。
微型机的字长通常为4位、8位、16位和32位,64位字长的高性能微型计算机也已推出。
双倍字长对计算机计算精度的影响:
4位字长:2^4=16;16位字长:2^16=65536=64K
32位字长:2^32=4,294,967,296=4G;64位字长:2^64≈1.8445×1019
数据总线DB用于传送数据信息。数据总线是双向三态形式的总线,即他既可以把CPU的数据传送存储器或I/O接口等其它部件,也可以将其它部件的数据传送到CPU。数据总线的位数是微型计算机的一个重要指标,通常与微处理的字长相一致。例如Intel8086微处理器字长16位,其数据总线宽度也是16位。需要指出的是,数据的含义是广义的,它可以是真正的数据,也可以指令代码或状态信息,有时甚至是一个控制信息,因此,在实际工作中,数据总线上传送的并不一定仅仅是真正意义上的数据。
地址总线AB是专门用来传送地址的,由于地址只能从CPU传向外部存储器I/O端口,所以地址总线总是单向三态的,这与数据总线不同。地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小,比如8位微机的地址总线为16位,则其最大可寻址空间为2^16=64KB,16位微型机的地址总线为20位,其可寻址空间为2^20=1MB。一般来说,若地址总线为n位,则可寻址空间为2^(n-10)字节
控制总线CB用来传送控制信号时序信号。控制信号中,有的是微处理器送往存储器和I/O接口电路的,如读/写信号,片选信号中断响应信号等;也有是其它部件反馈给CPU的,比如:中断申请信号、复位信号、总线请求信号、限备就绪信号等。因此,控制总线的传送方向由具体控制信号而定,一般是双向的,控制总线的位数要根据系统的实际控制需要而定。实际上控制总线的具体情况主要取决于CPU
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