数据总线与字长、地址总线与寻址

n根数据总线可以同一时间处理n位二进制‘0’或‘1’，即字长为n。n根地址总线最大可以寻址2^n的地址空间。

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计算机的一个“字”，而这组二进制数的位数就是“字长”。

字长在计算机内的不同位置代表的含义也是不同的，计算机字长有以下几种：

机器字长：计算机能够同时处理的二进制位数叫做机器字长。字长总是8的整数倍，通常PC机的字长（即数据总线位数）为16位（早期），32位和64位。通常称处理字长为16位数据的CPU叫16位CPU，处理字长为32位数据的CPU叫32位CPU，处理字长为64位数据的CPU叫64位CPU，n位CPU就是能在同一时间内并行处理字长为n位的二进制数据，也就是CPU能同时处理2^n以内的数字（对于超过2^n内的数字就需要通过分解来处理）或n位二进制的指令。

64位PC机比32位PC机优越的原因就在于它在一次操作中能处理的数字大，能处理的数字越大，它的运算能力越强，则操作的次数就越少，从而系统的效率也就越高。比如如果有两个48位的数相加，32位的CPU会先计算低32位，再计算高16位；如果是64位CPU，则可以直接计算，这样处理的速度就变快了。

存储字长：一个存储单元（存储单元是由若干个存储基元组成的，每个存储基元可以寄存一位二进制‘0’或‘1’）存储的一串二进制代码叫存储字，这串二进制代码的位数称为存储字长。

指令字长：一条指令字所包含的二进制位数叫做指令字长。指令字长取决于操作码的长度、操作数地址的长度和操作数地址的个数，不同机器的指令字长是不同的。

早期的计算机指令字长、机器字长和存储字长均相等，因此访问某个存储单元，便可以取出一条完整的指令或一个完整的数据。这种机器的指令字长是固定的，控制方式比较简单。

随着计算机的发展，存储容量的增大，要求处理的数据类型增多，计算机的指令字长也发生了很大的变化。一台机器的指令系统可以采用位数不相同的指令，即指令字长是可变的，如单字长指令、多字长指令。控制这类指令的电路比较复杂，而且多字长指令要多次访问存储器才能取出一条完整的指令，因此使CPU速度下降。为了提高指令的运行速度和节省存储空间，通常尽可能把常用的指令（如数据传送指令、算术逻辑运算指令等）设计成单字长或短字长格式的指令。

CPU寻址空间：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，而不是它的数据总线的位数。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2^32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：地址总线的位数为n位，说明可以表达的地址个数为2^n个，寻址范围是按地址总线位数计算得到的地址个数。