一、比特(bit)&字节(byte)
众所周知:
而 bit 实际上是计算机存储信息的最小单位,只能表示 0 或 1。而 8 位二进制数(即 1 byte)是由 8 个 bit 组合而成的,它们可以表示 256 种不同的值(从 0 到 255)。这个设计源于计算机的早期架构,8 位能够有效表示字符(如 ASCII 码)和其他基本数据类型,因此在现代计算机中,1 byte 通常被定义为 8 bits。
1.1 字长
计算机处理器的字长(word length),影响着计算机的性能、内存寻址能力和数据处理能力。受制于数据通路、寄存器宽度、算术逻辑单元(ALU)等硬件组件的影响,操作系统分为32位与64位,此处的“位”即是上面提到的最小单位bit
- 32位:处理器一次能处理 32 位(4 字节)数据,通常意味着最大内存寻址能力为 4 GB。
- 64位:处理器一次能处理 64 位(8 字节)数据,支持更大的内存寻址能力,理论上可寻址高达 16 exabytes(实际受操作系统和硬件限制)。
1.2 字节转换
计算机使用二进制表示数据。在二进制中,1024 是 ,因此我们通常将 1024 视为一个“千”字节(kilo)。
1)转换关系
- 1 KB(千字节) = 1024 字节
- 1 MB(兆字节) = 1024 KB = 1024×1024 = 1,048,576 字节
- 1 GB(吉字节) = 1024 MB = 1024×1024×1024 = 1,073,741,824 字节
换而言之,1 KB =
字节 、1MB =
字节、1GB =
字节
1.3 寻址
上面提到了,32 位的最大内存寻址能力是 4 GB,为什么呢?
1)地址空间
32 位处理器使用 32 位地址线来寻址内存。每一个地址可以唯一识别一个内存单元。
2)计算方法
每个地址可以有种不同的组合,计算结果为 4,294,967,296(约为 4 亿),即 4,294,967,296 个地址。
3)单位转换
每个地址通常对应 1 字节,因此字节的内存等于 4 GB,即:
后记
随性而写,之后心血来潮,再补充