計算機字、字長理解

在計算機中作爲一個整體被存取、傳送、處理的二進制數字符串叫做一個字或單元,每個字中二進制位數的長度,稱爲字長

一個字由若干個字節組成,不同的計算 機系統的字長是不同的,常見的有8位、16位、32位、64位等,字長越長,計算機一次處理的信息位就越多,精度就越高,字長是計算機性能的一個重要指標

 

目前主流微機正在由32位機向64位機轉變。


注意字與字長的區別,字是單位,而字長是指標,指標需要用單位去衡量。正象生活中重量與公斤的關係,公斤是單位,重量是指標,重量需要用公斤加以衡量。

 

 

如果說某計算機系統的字長爲32bits,那意味着:

1. CPU通用數據總線的寬度爲32bits;

2. CPU內部數據寄存器位數爲32bits;

3. 這臺機器一次能做處理,運算的最長字節的能力32bits;

 

此外,字長對軟件/數字的影響:

1. 整數 – 計算機處理的整數值通常可以有若干種不同的長度,但是其中總有一種正好是該構架的字長。

2. 浮點數 – 計算機處理的浮點數通常是一個字長或字長的倍數。

3. 地址 – 計算機處理的存儲器地址必須有足夠的尺寸,以便可以表示需要的數值範圍,但是又不能過大。經常使用的尺寸是字,不過也可以是字的倍數或分數。

4. 存儲器-處理器傳送 – 當處理器從存儲器子系統讀取數據至寄存器,或者,寫寄存器數據到存儲器,傳送的數據通常是字。

5. 編址單位 – 在一個給定的構架中,連續的地址值對應連續的存儲器單位;該單位就是編址單位。在大部分計算機中,這個單位或者是一個字符(例如:字節)或者是一個字;

6. 指令 – 機器指令通常是字長的分數或倍數。因爲指令和數據經常共享同一個存儲子系統,所以自然作出這樣的選擇。而在哈佛大學架構(Harvard architecture)中,指令和數據的長度並不需要有關聯。

 

...

 

字長直接反映了一臺計算機的計算精度,爲適應不同的要求及協調運算精度和硬件造價間的關係,大多數計算機均支持變字長運算,即機內可實現半字長、全字長(或單字長)和雙倍字長運算。

 

字符的尺寸對於字長的選擇也有影響。隨着IBM360系統的引入——該系統使用8位字符,並支持大小寫字母——標準的字符(確切地說:字節)尺寸也轉變成爲8位。從那以後,字長也自然變成了8的倍數,16、32、64位字長被廣泛使用。


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