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  • 总线(BUS)和计算机的字长

    1.总线(BUS)

    总线(BUS)是指计算机组件间规范化的交换数据(data)的方式,即以一种通用的方式为各组件提供数据传送和控制逻辑。从另一个角度来看,如果说主板(Mother Board)是一座城市,那么总线就像是城市里的公共汽车(bus),能按照固定行车路线,传输来回不停运作的比特(bit)。这些线路在同一时间内都仅能负责传输一个比特。因此,必须同时采用多条线路才能传送更多数据,而总线可同时传输的数据数就称为宽度(width),以比特为单位,总线宽度愈大,传输性能就愈佳。总线的带宽(即单位时间内可以传输的总数据数)为:总线带宽 = 频率 x 宽度(Bytes/sec)。

    2.字长

    字长在计算机中,作为一个整体被传送和运算的一串二进制代码叫一个计算机字,简称字。一个字所含的二进制位数称为字长。例如:某计算机总以8位为一整体进行数据传送,而且基本运算时8位同时进行,则这台机器的字长为8位,亦称为8位机。若以16位为一整体进行传送、运算,则这台机器的字长是16位,称为16位机。此外,计算机中常用到字节这个单位。一个字节即8位二进制数。现在的计算机的字长通常是字节的整数倍,如 16位机(2个字节),32位机(4个字节),64位机(8个字节)。


    字长与计算机的速度相关,例如,一个用32位二进制才能满足精度要求的题目用一台32位机或一台8位机都能完成运算,假设两者的运算速度相同,但因8位机需要用4个字节拼接成一个32位的字长,且运算时是逐字节进行的,所以要多次运算才能完成32位机一次运算的结果。从这个意义上讲,32位机的速度比8位机快得多。从微机发展的过程看,最初出现的仅是4位机,以后才是8位机、16位机、32位微机。可见,字长越长表明计算机技术和器件越完善、越发达,所以同一类机器,字长较长的,其性能速度就更优越。


    字长是指微处理器内部的寄存器、运算器、内部数据总线等部件之间传输数据的宽度(位数),字节是计算机存储容量的基本单位,一个字节等于8bit。字长一般是字节的整数倍,如8bit、16bit、32bit、64bit等。字长越长,运算精度就越高,功能越强,支持的主存容量就越大。因此若计算机的字长是4b,意味着cpu一次可以处理32bit,即4个字节数据。


    运算速度运算速度是描述计算机CPU工作快慢的性能指标,通常以每秒执行基本加法指令的数目作为运算速度。因为一台计算机执行不同指令的时间差异很大,而加法指令属于最基本的、执行时间最短的一类指令,所以统一用加法指令的时间作为衡量计算机运算速度的标准。运算速度的单位是MIPS(每秒百万条指令),例如,某计算机的运算速度为4MIPS,表示每秒平均执行400万条指令,这台计算机就称为400万次计算机。


    存贮容量存贮容量是描述计算机存贮信息的能力的指标,它实际上仅指内存贮器的大小,一般用能存贮的字数与字长的位数乘积来表示,单位是位(bit)。例如,某计算机字长  16位,内存贮器可以存放字数32K(1K=1024),则这台计算机的存贮容量为32×1024×16位,或写成32K×16位。也有的计算机的存贮容量单位用字节B(Byte)或KB(1KB=1024字节)或MB(1MB=1000KB=1000×1024字节)表示。例如,存贮容量32KB表示可以存放32×1024个字节的二进制信息。

    3.心得体会

    学了10多年电脑, 到现在才算明白总线是什么意思, 以前对这个词总是搞不明白, 而且听着还特别扭, 简直不知所云, 现在想想, 把bus翻译为总线是多么荒唐的一件事, 这两者哪有一点点的联系? 叫bus多直接, 多亲切, 多好理解, 可是总线, 太抽象了, 刚接触计算机的同学, 哪容易弄懂这是什么东东, 可怜啊, 奉劝翻译的朋友, 您若没有这等才华原汁原味的翻译, 就请别自造生词, 还是保留人家的bus原文吧! 别误人子弟了.

    现在, 看了这个维基百科上的通俗解说, 立即就明白了, 它说如果主板算是一座城市, 那总线其实是一辆bus, 它来在各个部件之间运送比特bit, 而同一时刻这辆bus所能运送的最大乘客数就被称作一个计算机字, 这个字由一个个二进制位bit组成, 就好比是公共汽车上的座位数, 从最初的一个字8位, 也就是一辆公共汽车上有8个座位, 也就是一个计算机字是8位, 即一个字节, 发展到后来, 公共汽车越做做大, 相应的座位数也变多了, 一个字的容量也就提高了, 变为16位, 32位, 64位.

    换句话说, 就好比这根粗线里有64根小细线, 每个小细线是1个bit位, 数据传输时, 如果以一次信号的开关传送一批次数据的话, 这64根小细线就在一刹那间传送了64bit的数据出去, 也就是8个字节, 这样自然比一次只能传32位的机器运算能力强大的多.

    参考资料:

    计算机的三个基本指标:字长、运算速度、存贮容量
    http://55tulip.blog.51cto.com/518541/110269

    总线
    http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%80%BB%E7%BA%BF
    http://baike.baidu.com/view/1389.htm

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