机器字长、存储字长、指令字长与数据字长的联系

最近学计算机组成原理，这几个概念属实把我给整迷糊了，上网查吧还都是千篇一律的王道辅导书的概念。为了帮助大家理解，也为了自己之后方便查阅，特意写了这篇，喜欢的点个订阅，以后我还会更新更多随笔😃

机器字长：CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。

存储字长：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。

指令字长：计算机指令字的位数。

数据字长：计算机数据存储所占用的位数。

注：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。

通常早期计算机：存储字长 = 指令字长 = 数据字长。故访问一次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，三者可能各不相同，但它们必须是字节的整数倍。

计算机中信息存储单位

计算机中的信息用二进制表示，常用的单位有位、字节和字。

1、位（bit）：是计算机中最小的数据单位，存放一位二进制数，即0或1。它也是存储器存储信息的最小单位，通常用“b”来表示。

2、字节（Byte）：字节是计算机中表示存储容量的最常用的基本单位。一个字节由8位二进制数组成，通常用“B”表示。一个字符占一个字节，一个汉字占两个字节。其它常见的存储单位有：

存储容量的计量单位有字节B、千字节KB、兆字节MB以及十亿字节GB等。它们之间的换算关系如下：

1KB (Kilobyte 千字节)=1024B

1MB (Megabyte 兆字节简称“兆”)=1024KB

1GB (Gigabyte 吉字节又称“千兆”)=1024MB

1TB (Trillionbyte 万亿字节太字节)=1024GB

1PB（Petabyte 千万亿字节拍字节）=1024TB

1EB（Exabyte 百亿亿字节艾字节）=1024PB

1ZB (Zettabyte 十万亿亿字节泽字节)= 1024 EB

1YB (Jottabyte 一亿亿亿字节尧字节)= 1024 ZB

1BB (Brontobyte 一千亿亿亿字节)= 1024 YB

3、字（Word）与字长：字是指在计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的一组二进制数。一个字的位数（即字长）是计算机系统结构中的一个重要特性。字长是由CPU的类型所决定，不同的计算机系统的字长是不同的，常见的有8位、16位、32位、64位等，字长越长，计算机一次处理的信息位就越多，精度就越高，字长是计算机性能的一个重要指标，目前主流微机正在由32位机向64位机转变。

注意字与字长的区别，字是单位，而字长是指标。

机器的字长会影响机器的运算速度。倘若CPU字长较短，又要运算位数较多的数据，那么需要经过两次或多次的运算才能完成，这样势必影响整机的运行速度。

机器的字长对硬件的造价也有较大的影响。它将直接影响加法器（或ALU），数据总线以及存储字长的位数。所以机器字长的确不能单从精度和数的表示范围来考虑。

为了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。