Машинное слово, каков его размер?
Есть понятие «машинного слово», я читала об этом, но везде пишут по разному, на сколько я понимаю одно машинное слово равно 2 байта, а двойное машинное слово 4 байта, но откуда оно берётся, почему 2 байта а не один? То есть как я понимаю если процессор 32-битный он может за один такт принять и обработать с оперативной памяти 32 бита информации, а это 4 байта значит у него должно быть одно слово 4 байта ну а 64-х битный в 2 раза больше и его слово будет больше?
Отслеживать
371 1 1 золотой знак 5 5 серебряных знаков 13 13 бронзовых знаков
задан 7 сен 2013 в 12:25
Алина_Климова Алина_Климова
177 1 1 золотой знак 4 4 серебряных знака 15 15 бронзовых знаков
3 ответа 3
Сортировка: Сброс на вариант по умолчанию
Думаю, вся путаница возникла из-за того, что когда то разработчики Интела (я так думаю) назвали два байта — словом (word) — тогда 16 битные процессоры были прорывом. Соответственно, 4 байта — двойным словом. (DWORD, double word). Это сохранилось и в многих языках программирования (в том числе в с/с++). Почему два байта — слово? да видимо от того, что байт это как буква. А две буквы — это уже слово. (Хотя сейчас прибегут филологи и скажут, что это скорее всего слог, чем слово). В википедии есть хорошая фраза «* Для 32-битных процессоров x86: исторически машинным словом считается 16 бит, реально — 32 бита.»
А вот словосочетание «двойное машинное слово» я никогда не слышал. Даже гугл мало находит статей с таким сочетанием. А вот «двойное слово» или «машинное слово» — это нормально.
То есть как я понимаю если процессор 32-битный он может за один такт принять и обработать с оперативной памяти 32 бита информации
не все так просто. Далеко не факт, что он может даже принять 32 бита. Современные процессоры сложные, имеют кеш. Имеют сложные комманды, которые за один раз (не так, а именно раз) могут обработать до 16 байт памяти (всякие mmx и sse).
Обычно, машинным словом называют «разрядность процессора», так как разрядность обычно показывает оптимальный размер данных внутри процессора (регистры 32битного процессора 32 битные и с 32битными данными в основном все команды и работают). В некоторых процессорах слово было 60 бит:)
В любом случае рекомендую всегда всматриваться в контекст. Если о «слове» говорит программист на С/С++ — это 16 бит, если программист на ассемблере под 32 битные ARM процессоры — то скорее всего слово — это 32 бита.
Объясните кто-нибудь, что значит разрядность процессора(например 8 бит)Вот как понять 8бит?
Разрядность процессора – это величина, которая определяет размер машинного слова, то есть количество информации, которой процессор обменивается информацией с оперативной памятью.
В наши дни первым фактором можно приниберечь, т. к. все современные процессоры способны одинаково работать, как в 32-х, так и в 64-х битном режиме.
Ещё раз подчёркиваю, что никакой разницы нет.
Что касается оперативной памяти, то в этом и заключается вся суть.
Дело в том, что каждая ячейка (8 бит = 1 байт) ОЗУ имеет адрес и в 32-х битной системе он записывается в виде двоичного кода длиной в 32 символа.
Из простых математических преобразований получаем 2^32=4294967296 байт = 4 ГБ.
То есть, в 32-битной системе, ячейки памяти условно расположенные за пределом 4ГБ просто не получат адреса и не будут использоваться.
Если использовать 64-х битную систему, то размер адресуемой памяти 2^64= 18446744073709551616. Разница, как говорится, видна не вооружённым взглядом.
Из этого всего следует вывод, что ключевым фактором является размер ОЗУ: меньше 4 ГБ стоит выбрать 32-разрядную, больше 4 ГБ – 64-разрядную.
Остальные ответы
количество бит оперативной памяти, которые процесс может прочитать за 1 операцию обмена данных с ней
давно сняты с производства, а 8 бит ширина шины данных в процессоре
это означает что он за один такт обрабатывает 8 бит информации, такт это тактовая частота процессора.
Разрядность процессора — это максимальное количество бит информации, которые могут обрабатываться и передаваться процессором одновременно. Разрядность процессора определяется разрядностью регистров, в которые помещаются обрабатываемые данные. Например, если регистр имеет разрядность 2 байта, то разрядность процессора равна 16 (2×8); если 4 байта, то 32; если 8 байтов, то 64.
8 бит, значит за один такт может обработат 8 бит инфы
Машинное слово
- Машинное слово — машинно-зависимая и платформозависимая величина, измеряемая в битах или байтах (тритах или трайтах), равная разрядности регистров процессора и/или разрядности шины данных (обычно некоторая степень двойки).
Занесение информации в память, а также извлечение её из памяти производится по адресам. Это свойство памяти называется адресуемостью.
В ранних ЭВМ размер слова совпадал с минимальным размером адресуемой информации (разрядностью данных, расположенных по одному адресу); в современных машинах минимальным адресуемым блоком информации называется байт, а слово состоит из нескольких байтов. Машинное слово определяет следующие характеристики аппаратной платформы:
* разрядность данных, обрабатываемых процессором;
* разрядность адресуемых данных (разрядность шины данных);
* максимальное значение беззнакового целого типа, напрямую поддерживаемого процессором: если результат арифметической операции превосходит это значение, то происходит переполнение;
Связанные понятия
Регистр процессора — блок ячеек памяти, образующий сверхбыструю оперативную память (СОЗУ) внутри процессора; используется самим процессором и большей частью недоступен программисту: например, при выборке из памяти очередной команды она помещается в регистр команд, к которому программист обратиться не может.
Байт (англ. byte) (русское обозначение: байт и Б; международное: B, byte) — единица хранения и обработки цифровой информации; совокупность битов, обрабатываемая компьютером одномоментно. В современных вычислительных системах байт состоит из восьми битов и, соответственно, может принимать одно из 256 (28) различных значений (состояний, кодов). Однако в истории компьютерной техники существовали решения с иными размерами байта (например, 6, 32 или 36 битов), поэтому иногда в компьютерных стандартах.
Адресация — осуществление ссылки (обращение) к устройству или элементу данных по его адресу; установление соответствия между множеством однотипных объектов и множеством их адресов; метод идентификации местоположения объекта.
В информатике термин инструкция обозначает одну отдельную операцию процессора, определённую системой команд. В более широком понимании, «инструкцией» может быть любое представление элемента исполнимой программы, такой как байт-код.
Число с плавающей запятой (или число с плавающей точкой) — форма представления вещественных (действительных) чисел, в которой число хранится в форме мантиссы и показателя степени. При этом число с плавающей запятой имеет фиксированную относительную точность и изменяющуюся абсолютную. Используемое наиболее часто представление утверждено в стандарте IEEE 754. Реализация математических операций с числами с плавающей запятой в вычислительных системах может быть как аппаратная, так и программная.
Целое, целочисленный тип данных (англ. Integer), в информатике — один из простейших и самых распространённых типов данных в языках программирования. Служит для представления целых чисел.
Регистр — устройство для записи, хранения и считывания n-разрядных двоичных данных и выполнения других операций над ними.
Бит (русское обозначение: бит; международное: bit; от англ. binary digit — двоичное число; также игра слов: англ. bit — кусочек, частица) — единица измерения количества информации. 1 бит информации — символ или сигнал, который может принимать два значения: включено или выключено, да или нет, высокий или низкий, заряженный или незаряженный; в двоичной системе исчисления это 1 (единица) или 0 (ноль).
Шина адреса — компьютерная шина, используемая центральным процессором или устройствами, способными инициировать сеансы DMA, для указания физического адреса слова ОЗУ (или начала блока слов), к которому устройство может обратиться для проведения операции чтения или записи.
Компью́терная па́мять (устройство хранения информации, запоминающее устройство) — часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемая в вычислениях в течение определённого времени. Память, как и центральный процессор, является неизменной частью компьютера с 1940-х годов. Память в вычислительных устройствах имеет иерархическую структуру и обычно предполагает использование нескольких запоминающих устройств, имеющих различные характеристики.
Сегментная адресация памяти — схема логической адресации памяти компьютера в архитектуре x86. Линейный адрес конкретной ячейки памяти, который в некоторых режимах работы процессора будет совпадать с физическим адресом, делится на две части: сегмент и смещение. Сегментом называется условно выделенная область адресного пространства определённого размера, а смещением — адрес ячейки памяти относительно начала сегмента. Базой сегмента называется линейный адрес (адрес относительно всего объёма памяти.
Счётчик кома́нд (также PC = program counter, IP = instruction pointer, IAR = instruction address register, СЧАК = счётчик адресуемых команд) — регистр процессора, который указывает, какую команду нужно выполнять следующей.
Двоично-десятичный код (англ. binary-coded decimal), BCD, 8421-BCD — форма записи рациональных чисел, когда каждый десятичный разряд числа записывается в виде его четырёхбитного двоичного кода.
Адрес — символ или группа символов, которые идентифицируют регистр, отдельные части памяти или некоторые другие источники данных, либо место назначения информации.
Стек (англ. stack — стопка; читается стэк) — абстрактный тип данных, представляющий собой список элементов, организованных по принципу LIFO (англ. last in — first out, «последним пришёл — первым вышел»).
Систе́ма кома́нд (также набо́р команд) — соглашение о предоставляемых архитектурой средствах программирования, а именно.
Октет в информатике — восемь двоичных разрядов. В русском языке октет обычно называют байтом. Октет может принимать 256 возможных состояний (кодов, значений, комбинаций битов (нулей и единиц)).
Тактовый сигнал или синхросигнал — сигнал, использующийся для согласования операций одной или более цифровых схем.
Обратный код (англ. ones’ complement) — метод вычислительной математики, позволяющий вычесть одно число из другого, используя только операцию сложения над натуральными числами. Ранее метод использовался в механических калькуляторах (арифмометрах). Многие ранние компьютеры, включая CDC 6600, LINC, PDP-1 и UNIVAC 1107, использовали обратный код. Большинство современных компьютеров используют дополнительный код.
Арифме́тико-логи́ческое устро́йство (АЛУ) (англ. arithmetic and logic unit, ALU) — блок процессора, который под управлением устройства управления (УУ) служит для выполнения арифметических и логических преобразований (начиная от элементарных) над данными, называемыми в этом случае операндами. Разрядность операндов обычно называют размером или длиной машинного слова.
Разрядность числа в математике — количество числовых разрядов, необходимых для записи этого числа в той или иной системе счисления. Разрядность числа иногда также называется его длиной.
Код операции, операционный код, опкод — часть машинного языка, называемая инструкцией и определяющая операцию, которая должна быть выполнена.
Бит чётности (англ. Parity bit) — контрольный бит в вычислительной технике и сетях передачи данных, служащий для проверки общей чётности двоичного числа (чётности количества единичных битов в числе).
Блок управления памятью или устройство управления памятью (англ. memory management unit, MMU) — компонент аппаратного обеспечения компьютера, отвечающий за управление доступом к памяти, запрашиваемым центральным процессором.
Математический сопроцессор — сопроцессор для расширения командного множества центрального процессора и обеспечивающий его функциональностью модуля операций с плавающей запятой, для процессоров, не имеющих интегрированного модуля.
Кэш микропроцессора — кэш (сверхоперативная память), используемый микропроцессором компьютера для уменьшения среднего времени доступа к компьютерной памяти. Является одним из верхних уровней иерархии памяти. Кэш использует небольшую, очень быструю память (обычно типа SRAM), которая хранит копии часто используемых данных из основной памяти. Если большая часть запросов в память будет обрабатываться кэшем, средняя задержка обращения к памяти будет приближаться к задержкам работы кэша.
Архитектура набора команд (англ. instruction set architecture, ISA) — часть архитектуры компьютера, определяющая программируемую часть ядра микропроцессора. На этом уровне определяются реализованные в микропроцессоре конкретного типа.
Архитекту́ра компью́тера — набор типов данных, операций и характеристик каждого отдельно взятого уровня. Архитектура связана с программными аспектами. Аспекты реализации (например, технология, применяемая при реализации памяти) не являются частью архитектуры.
Микроко́д — программа, реализующая набор инструкций процессора. Так же как одна инструкция языка высокого уровня преобразуется в серию машинных инструкций, в процессоре, использующем микрокод, каждая машинная инструкция реализуется в виде серии микроинструкций — микропрограммы, микрокода.
Килоба́йт (русское обозначение: Кбайт; международное: Kbyte, KB) — единица измерения количества информации, равная 1024 байт.
Данные — поддающееся многократной интерпретации представление информации в формализованном виде, пригодном для передачи, связи, или обработки (ISO/IEC 2382-1:1993).
Защищённый режим (режим защищённой виртуальной адресации) — режим работы x86-совместимых процессоров. Частично был реализован уже в процессоре 80286, но там существенно отличался способ работы с памятью, так как процессоры ещё были 16-битными и не была реализована страничная организация памяти. Первая 32-битная реализация защищённого режима — процессор Intel 80386. Применяется в совместимых процессорах других производителей. Данный режим используется в современных многозадачных операционных системах.
Буфер ассоциативной трансляции (англ. Translation lookaside buffer, TLB) — это специализированный кэш центрального процессора, используемый для ускорения трансляции адреса виртуальной памяти в адрес физической памяти.
Конве́йер — способ организации вычислений, используемый в современных процессорах и контроллерах с целью повышения их производительности (увеличения числа инструкций, выполняемых в единицу времени — эксплуатация параллелизма на уровне инструкций), технология, используемая при разработке компьютеров и других цифровых электронных устройств.
Шестнадцатеричная система счисления — позиционная система счисления по целочисленному основанию 16.
Прерывание (англ. interrupt) — сигнал от программного или аппаратного обеспечения, сообщающий процессору о наступлении какого-либо события, требующего немедленного внимания. Прерывание извещает процессор о наступлении высокоприоритетного события, требующего прерывания текущего кода, выполняемого процессором. Процессор отвечает приостановкой своей текущей активности, сохраняя свое состояние и выполняя функцию, называемую обработчиком прерывания (или программой обработки прерывания), которая реагирует.
Сопроцессор — специализированный процессор, расширяющий возможности центрального процессора компьютерной системы, но оформленный как отдельный функциональный модуль. Физически сопроцессор может быть отдельной микросхемой или может быть встроен в центральный процессор (как это делается в случае математического сопроцессора в процессорах для ПК начиная с Intel 486DX).
Сумма́тор — в кибернетике — устройство, преобразующее информационные сигналы (аналоговые или цифровые) в сигнал, эквивалентный сумме этих сигналов; устройство, производящее операцию сложения.
Операти́вная па́мять (англ. Random Access Memory, RAM, память с произвольным доступом) или операти́вное запомина́ющее устро́йство (ОЗУ) — энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой во время работы компьютера хранится выполняемый машинный код (программы), а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором.
Кэш или кеш (англ. cache, от фр. cacher — «прятать»; произносится — «кэш») — промежуточный буфер с быстрым доступом к нему, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью. Доступ к данным в кэше осуществляется быстрее, чем выборка исходных данных из более медленной памяти или удаленного источника, однако её объём существенно ограничен по сравнению с хранилищем исходных данных.
Шина данных — часть системной шины, предназначенная для передачи данных между компонентами компьютера.
Запоминающее устройство с произвольным доступом (сокращённо ЗУПД), также Запоминающее устройство с произвольной выборкой (сокращённо ЗУПВ; англ. Random Access Memory, RAM) — один из видов памяти компьютера, позволяющий единовременно получить доступ к любой ячейке (всегда за одно и то же время, вне зависимости от расположения) по её адресу на чтение или запись.
Регистровый файл (register file) — модуль микропроцессора (CPU), содержащий в себе реализацию регистров процессора. Современные регистровые файлы, используемые в СБИС, обычно реализованы как многопортовый массив быстрой статической памяти SRAM. Такие массивы SRAM отличаются явным разделением портов чтения и записи, тогда как классическая многопортовая SRAM обычно позволяет как читать, так и записывать через любой порт.
В информатике бу́фер (англ. buffer), мн. ч. бу́феры — это область памяти, используемая для временного хранения данных при вводе или выводе. Обмен данными (ввод и вывод) может происходить как с внешними устройствами, так и с процессами в пределах компьютера. Буферы могут быть реализованы в аппаратном или программном обеспечении, но подавляющее большинство буферов реализуется в программном обеспечении. Буферы используются, когда существует разница между скоростью получения данных и скоростью их обработки.
Реальный режим (или режим реальных адресов; англ. real-address mode) — режим работы процессоров архитектуры x86, при котором используется сегментная адресация памяти (адрес ячейки памяти формируется из двух чисел: сдвинутого на 4 бита адреса начала сегмента и смещения ячейки от начала сегмента; любому процессу доступна вся память компьютера). Изначально режим не имел названия, был назван «реальным» только после создания процессоров 80286, поддерживающих режим, названный «защищённым» (режим назван.
Обра́тная по́льская запись (англ. Reverse Polish notation, RPN) — форма записи математических и логических выражений, в которой операнды расположены перед знаками операций. Также именуется как обратная польская запись, обратная бесскобочная запись, постфиксная нотация, бесскобочная символика Лукасевича, польская инверсная запись, ПОЛИЗ.
Циклический избыточный код (англ. Cyclic redundancy check, CRC) — алгоритм нахождения контрольной суммы, предназначенный для проверки целостности данных. CRC является практическим приложением помехоустойчивого кодирования, основанным на определённых математических свойствах циклического кода.
Гарвардская архитектура — архитектура ЭВМ, отличительными признаками которой являются.
Термин «ядро микропроцессора» (англ. processor core) не имеет чёткого определения и в зависимости от контекста употребления может обозначать особенности, позволяющие выделить модель в отдельный вид.
А́дресное пространство (англ. address space) — совокупность всех допустимых адресов каких-либо объектов вычислительной системы — ячеек памяти, секторов диска, узлов сети и т. п., которые могут быть использованы для доступа к этим объектам при определенном режиме работы (состоянии системы).
Машинное слово
В вычислительной и иной программируемой технике машинным словом называется единица данных, которая выбрана естественной для данной архитектуры процессора.
Определение
Машинное слово есть фрагмент данных фиксированного размера, обрабатываемый как единое целое с помощью набора команд или аппаратного обеспечения процессора. Количество бит в машинном слове — размер слова (он же ширина или длина слова) — является важной характеристикой любой конкретной архитектуры процессора или компьютерной архитектуры.
Размер машинного слова отражается во многих аспектах структуры и работы компьютера. Большинство регистров в процессоре обычно имеют размер равный размеру машинного слова, и наибольшая часть данных, которая может быть передана в рабочую память и из нее за одну операцию, является машинным словом во многих (не во всех) архитектурах. Наибольший возможный размер адреса, используемый для адресации памяти (как правило побайтной), обычно представляет собой аппаратное слово (здесь «аппаратное слово» означает полноразмерное натуральное слово процессора, в отличие от любого иного используемого определения).
История
На ранних компьютерах встречалась длина машинного слова, которая была довольно разной. В те времена компьютеры делились на бизнес-ориентированные и научно-технические. В бизнес-ориентированных компьютерах, занимавшихся экономическими и бухгалтерскими расчётами, не требовалась высокая точность вычислений, так как суммы всегда округлялись лишь до двух сотых. В научных же вычислениях наиболее часто проводятся операции с вещественными числами и точность вычислений (количество знаков после запятой/дробной точки) очень важна. Так как модули памяти для ранних компьютеров стоили дорого, выбор длины машинного слова напрямую влиял как на точности вычислений, выполняемых компьютером, так и на его стоимости. 48-битное машинное слово в научных-технически компьютерах пользовалось большой популярностью, потому что 32-битное слово позволяло выразить вещественные числа с 6−7 знаками после запятой, что было недостаточно из-за накопления ошибки округления при сложных расчётах (особенно инженерных), а 64-битное слово с 15−16 знаками после запятой выходило далеко за рамки требований к точности. 48-битное слово позволяло выразить вещественное число с 10 знаками после запятой (считалось приемлемым для научных и инженерных вычислений того времени).
В 1950−1960-х годах во многих компьютерах, производимых в США, длина слова была кратна 6 битам. Тогда использовалась шестибитная кодировка, — для представления всех цифр и всех букв английского алфавита достаточно было 6 бит: 2 6 = 64 =64> возможных комбинации позволяли закодировать 32 буквы (в верхнем регистре), 10 цифр и некоторые символы пунктуации.
Позднее требования к точности научных и инженерных вычислений возросли, и в 1974 году появилась первая машина с 64-битным словом — суперкомпьютер Cray-1.
В подавляющем большинстве современных компьютеров длина слова в битах равна степени двойки. При этом наиболее часто используются 8- и 16-битные символы.
На ранних компьютерах слово было минимально адресуемой ячейкой памяти. Ныне минимально адресуемой ячейкой памяти всегда является байт, а слово состоит из нескольких байтов. Это приводит к неоднозначному толкованию размера слова. Например, на процессорах 8086 и их потомках «словом» традиционно называют 16 бит (2 байта), хотя эти процессоры могут одновременно обрабатывать и более крупные блоки данных.
В общем случае слово длиной n битов принимает беззнаковые целочисленные значения от 0 до 2 n − 1 -1> включительно.
Размер машинного слова на различных архитектурах
- b — бит (двоичная цифра);
- d — децит (десятичная цифра);
- w — размер машинного слова;
- n — переменное значение.
Для 32-битных процессоров архитектуры x86: исторически машинным словом считается 16 бит, реально — 32 бита.