計算機組成原理 機器字長 指令字長 儲存字長

2021-10-07 04:19:19 字數 2264 閱讀 6370

字長:

乙個字中的二進位制位的位數,是計算機系統結構中的乙個重要特性。字長在計算機結構和操作的多個方面均有體現。計算機中大多數暫存器的大小是乙個字長。計算機處理的典型數值也可能是以字長為單位。cpu和記憶體之間的資料傳送單位也通常是乙個字長。還有記憶體中用於指明乙個儲存位置的位址也經常是以字長為單位的。現代計算機的字長通常為16、32、64位。

通常稱處理字長為8位資料的cpu叫8位cpu,32位cpu就是在同一時間內處理字長為32位的二進位制資料。二進位制的每乙個0或1是組成二進位制的最小單位,稱為位(bit)。常用的字長為8位、16位、32位和64位。字長為8位的編碼稱為位元組,是計算機中的基本編碼單位。

字長與計算機的功能和用途有很大的關係,是計算機的乙個重要技術指標。字長直接反映了一台計算機的計算精度,為適應不同的要求及協調運算精度和硬體造價間的關係,大多數計算機均支援變字長運算,即機內可實現半字長、全字長(或單字長)和雙倍字長運算。在其他指標相同時,字長越大計算機的處理資料的速度就越快。早期的微機字長一般是8位和16位,386以及更高的處理器大多是32位。市面上的計算機的處理器大部分已達到64位。字長由微處理器對外資料通路的資料匯流排條數決定。

機器字長:

計算機能直接處理的二進位制資料的位數。機器字長通常與主存單元的位數一致。計算機中運算器進行算術運算和邏輯運算。機器字長也就是運算器進行定點數運算的字長,通常也是cpu內部資料通路的寬度。

機器字長反映了計算機的運算精度,即字長越長,數的表示範圍也越大,精度也越高。機器的字長也會影響機器的運算速度。倘若cpu字長較短,又要運算位數較多的資料,那麼需要經過兩次或多次的運算才能完成,這樣勢必影響整機的執行速度。

機器字長與主儲存器字長通常是相同的,但也可以不同。不同的情況下,一般是主儲存器字長小於機器字長,例如機器字長是32位,主儲存器字長可以是32位,也可以是16位,當然,兩者都會影響cpu的工作效率。

指令字長:

乙個指令字中包含二進位制**的總位數。指令字長取決於從操作碼的長度、操作碼位址的長度和操作碼位址的個數。不同的指令的字長是不同的。早期計算機的儲存字長一般和機器的指令字長與資料字長相等,故訪問一次主存便可取一條指令或乙個資料。隨著計算機的應用範圍的不斷擴大,解題精度的不斷提高,往往要求指令字長是可變的,資料字長也要求可變。為了適應指令和資料字長的可變性,其長度不由儲存字長來確定,而用位元組的個數來表示。1個位元組(byte)被定義為由8位(bit)二進位制**組成。當然,此時儲存字長、指令字長、資料字長三者可各不相同,但它們必須是位元組的整數倍。

指令字長等於機器字長的指令,稱為單字長指令

指令字長等於半個機器字長的指令,稱為半字長指令

指令字長等於兩個機器字長的指令,稱為雙字長指令

例如,ibm370系列,它的指令格式有16位(半字)的,有32位(單字)的,還有48位(乙個半字)的。

早期計算機使用多字長指令的目的,在於提供足夠的位址來解決訪問記憶體任何單元的定址問題。但是使用多字長指令的缺點是必須兩次或三次訪問記憶體以取出一整條指令,這就降低了cpu的運算速度,同時又占用了更多的儲存空間。

在乙個指令系統中,如果各種指令字長是相等的,稱為等長指令字結構,它們可以都是單字長指令或半字長指令。這種指令字結構簡單,且指令字長度是不變的。如果各種指令字長度隨指令功能而異,就稱為變長指令字結構。這種指令字結構靈活,能充分利用指令長度,但指令的控制較複雜。隨著技術的發展,指令字長度逐漸變成多於32位的固定長度。

指令字長固定:指令字長小於等於儲存字長

指令字長可變:按位元組的倍數變化

儲存字長:

乙個儲存單元儲存二進位制**的位數。儲存字長可以是8位、16位、32位等。早期計算機的儲存字長一般和機器的指令字長與資料字長相等,故訪問一次主存便可取一條指令或乙個資料。隨著計算機的應用範圍的不斷擴大,解題精度的不斷提高,往往要求指令字長是可變的,資料字長也要求可變。為了適應指令和資料字長的可變性,其長度不由儲存字長來確定,而由位元組的個數來表示。

計算機組成原理中機器字長與儲存字長的定義,與區別

1.機器字長,指cpu一次能處理的二進位制資料的位數.2.機器字,乙個位元組是8位二進位制,對32位系統,機器字為4個位元組.對64位系統,機器字為8個位元組.也即 機器字 機器字長 位元組位數 3.儲存字長 乙個儲存單元,儲存的一串二進位製碼的位數 4.儲存字 乙個儲存單元所能儲存的一串二進位制 ...

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機器字長 cpu一次能處理資料的位數,通常與cpu的暫存器位數有關。儲存字長 儲存器中乙個儲存單元 儲存位址 所儲存的二進位制 的位數,即儲存器中的mdr的位數。指令字長 計算機指令字的位數。資料字長 計算機資料儲存所占用的位數。通常早期計算機 儲存字長 指令字長 資料字長。故訪問一次便可取一條指令...

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