字长/32位/64位

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：
   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-1) 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-1）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-1
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。
   字长与数据类型:
????????????????????????????????

 

操作：
查看CPU硬件字长：getconf  HW_CPU_SUPP_BITS
查看kernel字长：getconf KERNEL_BITS
aCC编译选项（对应用程序）：+DD64

数据类型与位长：
c++基本数据类型的字节长
32位linux机器上
char 1
wchar_t 4
short 2
int 4
long 4
long long 8
float 4
double 8
long double 12
pointer 4
64位linux机器上
char 1
wchar_t 4
short 2
int 4
long 8
long long 8
float 4
double 8
long double 16
pointer 8
以上都是在linux下gcc/g++编译器下的结果
系统分别是i686和x86_64。 数据类型转换会发生在两个计算变量的数据类型不一致的情况下，强制转换成更大的数据类型但是两个相同的数据类型计算不会发生类型转换，此时如果超出数据类型，则溢出。因此： int a=93214234; int b=95555555; long c=a*b; 如果a和b的乘积超过了int类型数据范围，则先溢出再强转为long，此时结果仍是错的。而 int a=99999999; long b=234; long c=a*b; 此时计算就会先强转再计算，不会溢出。