字长

   我们通常说的64位技术是相对于32位而言的，这个位数指的是CPU GPRs(General-Purpose Registers，通用寄存器)的数据宽度为64位，64位指令集就是运行64位数据的指令，也就是说处理器一次可以运行64bit数据。

通用寄存器：
  通用寄存器可用于传送和暂存数据，也可参与算术逻辑运算，并保存运算结果。除此之外，它们还各自具有一些特殊功能。通用寄存器的长度取决于机器字长，汇编语言程序员必须熟悉每个寄存器的一般用途和特殊用途，只有这样，才能在程序中做到正确、合理地使用它们。

字长：
　 字长是CPU的主要技术指标之一，指的是CPU一次能并行处理的二进制位数，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。 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。字长在计算机的运算器、控制器中，通常都是以字为单位进行传送的。字出现在不问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。

字长与寻址空间：
    处理机字长是指处理机能同时处理（或运算）的位数，即同时处理多少位（bit）数据。比如Intel Pentium 4处理器字长为32位，它能同时处理32位的数据，也即它的数据总线为32位。以前的处理器比如8086，则为16位处理器，现在新兴的64位处理器，它 的数据吞吐能力更强，即能同时对64位数据进行运算。处理器的字长越大，说明它的运算能力越强。
如果讲处理器的寻址范围，则要看处理器的地址总线 的位数，而不是它的字长！这个要明白！比如Intel Pentium 4处理器的数据总线为32位，地址总线也是32位。8086的数据总线为16位，地址总线为20位。新兴的64位处理器的数据总线为64位，地址总线大部 分是32位。这个清楚之后，再看地址总线与寻址范围的关系。存储单元是以字节（byte）为单位，N根地址总线能访问2的N次方个存储单元。于是有32位 地址总线可以访问2的32次方个存储单元，即4GB。8086处理器字长是16位，它的地址总线是20位，所以能访问2的20次方个存储单元，即1MB。

 

寻址范围：
  地址指针的字长是二进制的16位，说明可以表达的地址个数为2^16个，寻址范围是按数据总线位数（一次提取的数据位数）计算得到的地址个数。

 

地址总线,字长,内存容量,寻址范围 之间的计算

某计算机字长32位，存储容量8MB。按字编址，其寻址范围为(0～2M-1) 计算步骤：8MB字节=8*1024*1024*8位。所以8MB/32位=2M

处理机字长是指处理机能同时处理（或运算）的位数，即同时处理多少位（bit）数据。比如Intel Pentium 4处理器字长为32位，它能同时处理32位的数据，也即它的数据总线为32位。以前的处理器比如8086，则为16位处理器，现在新兴的64位处理器，它 的数据吞吐能力更强，即能同时对64位数据进行运算。处理器的字长越大，说明它的运算能力越强。如果讲处理器的寻址范围，则要看处理器的地址总线的位数， 而不是它的字长！这个要明白！比如Intel Pentium 4处理器的数据总线为32位，地址总线也是32位。8086的数据总线为16位，地址总线为20位。新兴的64位处理器的数据总线为64位，地址总线大部 分是32位。这个清楚之后，再看地址总线与寻址范围的关系。存储单元是以字节（byte）为单位，N根地址总线能访问2的N次方个存储单元。于是有32位 地址总线可以访问2的32次方个存储单元，即4GB。 8086处理器字长是16位，它的地址总线是20位，所以能访问2的20次方个存储单元，即1MB。 另外一点需要注意的就是，如果有些题目说：按“字”寻址，就说明是存储单元大小为字长的位数，按“字节”寻址，说明存储单元式字节的大小 （个人理解，没有考证）

下面通过举几个例子，来说明这些关系

1、某计算机字长32位，存储容量8MB。按字编址，其寻址范围为(0～2M)
计算步骤：8MB字节=8*1024*1024*8位。所以8MB/32位=2M.

2、某计算机字长32位，其存储容量为4MB，若按半字编址，它的寻址范围是（0-2M）
计算步骤：若按半字就是16位了 4MB=4*1024*1024*8位，所以4MB/16 = 2M；

3、字长为32位.存储器容量为64KB.按字编址的寻址范围是多少
计算步骤：64K字节=64＊1024＊8位. 所以64KB/32位=(64＊1024＊8)/32=16＊1024=16K 故寻址范围为: 0-16K

4、某机字长32位，存储容量1MB，若按字编址，它的寻址范围是什么？
解释：容量1M=2*1024*1024 位      一个字长是32 位
所以，寻址范围是二者相除=256K

5、对于存储器的容量扩展，有位扩展，字扩展，字位扩展三种形式。对于字位扩展，一个存储器的容量为M*N位，若使用L*K位存储器芯片，那么，这个存储器共需(M*N)/(L*K)个存储器芯片。

下面分析一下字位扩展的习题： 设有一个具有14位地址和8位字长的存储器，问该存储器容量有多大？如果存储器由 1K*1静态存储器组成，需多少芯片？多少位地址作芯片选择？

分析：位扩展指的是用多个存储器对字长进行扩充。本题中所用的存储器芯片字长是1位，要扩展到8位，就得用8片。原题中说， “存储器由 1K*1静态存储器组成”，其中，1K指的是存储单元个数，它决定地址的位数，因为2的10次方是1K，所以它用10根地址线，4位地址线用来作芯片选 择。

字扩展指的是增加存储器中字的数量。

解：该存储器的地址线有14位,它的可寻址范围是:2^14=2^4*2^10=16K,因为它是8位字长,所以可存储16K个字节的信息,即16K*8位；所需芯片总数为(16K*8)/(1K*1)=16*8=128个芯片; 芯片选择线为14－10=4。