计算机的运算速度为什么能运算比子字长大的多的数

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-03-17 13:52 标签： 计算机逻辑运算
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机器字长，存储字长，数据字长，指令字长 之间是啥子关系？
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本科学校私立义守大学
这个你翻翻计算机组成原理的课本应该就能知道的，我这边是唐版的。
机器字长，个人理解是，机器一次所能处理的字长位数。课本上的说法如下：CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器的位数有关。
存储字长是存储器中一个存储单元(存储地址)所存储的二进制代码的位数，即存储器中的MDR的位数。
先说下，冯诺依曼机中，指令和数据同等重要，都存放在存储器中，并可按地址寻访。
指令字长是计算机指令字的位数，这个不用解释吧。
数据字长是计算机数据存储所占用的位数。
persistence is success.
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补充，早期计算机的存储字长一般和机器的指令字长与数据字长相等，故访问一次贮存便可取一条指令或一个数据，随着计算机应用范围的不断扩大，三者可各不相同，但它们必须是字节的整数倍。
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本科学校吉林工程师范
楼上说到点上了，看个人理解
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在同一时间中处理二进制数的位数叫字长。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,称为位（bit）.
字长：一般说来，计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”，而这组二进制数的位数就是“字长”。字长与计算机的功能和用途有很大的关系，是计算机的一个重要技术指标。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。在其他指标相同时，字长越大计算机的处理数据的速度就越快。早期的微机字长一般是8位和16位，386以及更高的处理器大多是32位。目前市面上的计算机的处理器大部分已达到64位。
字长由微处理器对外数据通路的数据总线条数决定
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。
PC机可以通过编程的方法来处理任意大小的数字，但数字越大，PC机就要花越长的时间来计算。PC机在一次操作中能处理的最大数字是由PC机的字长确定的。
我们先来看一下人脑是如何进行计算的，例如5×6则立即可以得到答案是30，但对于55×66，就不可能立即得到正确的答案，这就是说55或66已走出了人脑的“字长”，这是为了得出结果，就必须把复杂的问题（如55×66）分解成易于处理的问题（如55×66可分解为50×60，50×6，5×60，5×6），然后再综合起来，得出结果。
同样PC机也是这样处理问题的，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。
诚然，现在CPU大多是64位的，但大多都以32位字长运行，都没能展示它的字长的优越性，因为它必须与64位软件（如64位的操作系统等）相辅才成，也就是说，字长受软件系统的制约，例如，在32位软件系统中64位字长的CPU只能当32位用。
在计算机中，一串数码作为一个整体来处理或运算的，称为一个计算机字，简称字。字通常分为若干个字节(每个字节一般是8位)。在存储器中，通常每个单元存储一个字，因此每个字都是可以寻址的。字的长度用位数来表示。
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。字出现在不同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。
字长是指计算机的每个字所包含的位数。根据计算机的不同，字长有固定的和可变的两种。固定字长，即字长度不论什么情况都是固定不变的；可变字长，则在一定范围内，其长度是可变的。
计算的字长是指它一次可处理的二进制数字的数目。计算机处理数据的速率，自然和它一次能加工的位数以及进行运算的快慢有关。如果一台计算机的字长是另一台计算机的两倍，即使两台计算机的速度相同，在相同的时间内，前者能做的工作是后者的两倍。一般地，大型计算机的字长为32D64位，小型计算机为16D32位，而微型计算机为4一16位。字长是衡量计算机性能的一个重要因素。
字节是指一小组相邻的二进制数码。通常是8位作为一个字节。它是构成信息的一个小单位，并作为一个整体来参加操作，比字小，是构成字的单位。在微型计算机中，通常用多少字节来表示存储器的存储容量。
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.
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。
地址总线AB是专门用来传送地址的，由于地址只能从CPU传向外部存储器或I/O端口，所以地址总线总是单向三态的，这与数据总线不同。地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小，比如8位微机的地址总线为16位，则其最大可寻址空间为2^16=64KB，16位微型机的地址总线为20位，其可寻址空间为2^20=1MB。一般来说，若地址总线为n位，则可寻址空间为2^（n-10）字节。
控制总线CB用来传送控制信号和时序信号。控制信号中，有的是微处理器送往存储器和I/O接口电路的，如读/写信号，片选信号、中断响应信号等；也有是其它部件反馈给CPU的，比如：中断申请信号、复位信号、总线请求信号、限备就绪信号等。因此，控制总线的传送方向由具体控制信号而定，一般是双向的，控制总线的位数要根据系统的实际控制需要而定。实际上控制总线的具体情况主要取决于CPU
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