• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.主要内容
  • 4.应用领域
  • 5.基本概念
  • 6.参考资料

字长

直接用二进制代码指令表达的计算机语言

字长是指在同一时间中处理二进制数的位数,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,称为一个比特(bit)。

字长由微处理器对外数据通路的数据总线条数决定。

基本信息

  • 中文名

    字长

  • 含义

    CPU在同一时间处理二进制数的位数

  • 学科

    计算机科学

  • 分类

    固定字长可变字长

  • 类别

    大型计算机的字长为32―64位小型计算机为16―32位微型计算机为4一16位

主要内容

种类区分

固定字长与可变字长

每一个储存位置都可以由其地址找到。但是每一储存位置的长度( length)尚未指定。1

在某些计算机中,每一储存位置是由固定的位数所组成的。每当计算机涉及到某一个储存位置时,即表示它要引用此一固定长度的位置,亦称为一个“字” ( word ) 。像此种型态的组织,我们称之为固定字长( fixed word length)或可定址字( word-address-able)。例如典型的迷你计算机,一个字长为16个位。

另一些计算机,它的每个地址所引用是一个位元组或一个字。这种计算机,我们称之为可定址字( character-ddressable )或可定址位元组( byte-addresable )。右图所示即为此种储存体,因为这10个位元组的每一个位元组,皆可个别设定一个位址。

至于可定址字元的计算机,经常被称为可变字长( variable word length )的机器。 

我们之所以称之“可变字长” ,乃是因为只要利用一个计算机已有的指令(如" add"或"move " ),它就可以去处理字数目为可变的字。但对固定字长的计算机而言,它所处理的字数目是由指合本身所指定的。

固定字长与可变字长储存体组织的比较。每字可存4个字元的固定字长组织。注意此种组织中,虽然是每4个字元形成一组,且可赋予一个地址,但是每个个别的字元却不能赋予位址。在图b的可定址字元或可变字长的组织中,计算机可将其中每一个字赋予一个位址。

假设要取出其中前5个字(即字母SANTA)时,需要分别引用5个位址。但实际上,并不需要如此。因为有一种可变字长指令,可让你一次就取出一组的字。在指令中,你只要第一个字元的位址,然后再指定一共要取出几个字元即可。

例如,一个读取字母SANTA的指令,只要指定第一个字元的位址( 001 )及所要读取的字数(5) ,则此5个字元即可被读出。

可变字长组织其主要优点为储存体的使用效率高;即,只需使用与字数一样的位置即可储存该组字(注:如果想储存SANTA这一组字,只需使用5个位置即可)。然而,固定字长的组织可能会有浪费内存空间的现象。例如图a中的第三个字(位址为003 )仅被利用一半,而其另一半则未被使用。

双倍字长

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的数据传送到存储器或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。