Was bedeutet 32-Bit-Maschine für die CPU des Computers?

32-Bit-Maschine bezieht sich auf die CPU des Computers, die gleichzeitig 32-Bit-Binärdaten verarbeiten kann. Die Wortlänge der CPU gibt die Fähigkeit der CPU an, Daten jedes Mal zu verarbeiten. Sie beträgt immer ein Vielfaches von 8, z. B. 16 Bit, 32 Bit, 64 Bit usw., während die CPU eines 32-Bit-Computers ist kann bis zu 32-Bit-Daten gleichzeitig verarbeiten, also beispielsweise 4-Byte-Daten, sein EAX-Register ist 32-Bit. Natürlich können 32-Bit-Computer normalerweise 16-Bit- und 8-Bit-Daten verarbeiten.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

32-Bit-Maschine bezieht sich auf die CPU des Computers, die gleichzeitig 32-Bit-Binärdaten verarbeiten kann. Die Wortlänge der CPU gibt die Fähigkeit der CPU an, Daten jedes Mal zu verarbeiten. Sie wird immer in Vielfachen von 8 angegeben, z. B. 16 Bit, 32 Bit, 64 Bit usw.

Die Anzahl der Bits in einem Computer bezieht sich auf die maximale Anzahl von Bits, die die CPU gleichzeitig verarbeiten kann. Die CPU eines 32-Bit-Computers kann bis zu 32 Datenbits gleichzeitig verarbeiten, was 4 Datenbytes entspricht, während eine 64-Bit-CPU 64 Datenbits gleichzeitig verarbeiten kann, was 8 Datenbytes entspricht.

Die CPU eines 32-Bit-Computers kann bis zu 32-Bit-Daten gleichzeitig verarbeiten. Beispielsweise ist sein EAX-Register 32-Bit. Natürlich kann ein 32-Bit-Computer normalerweise auch 16-Bit-Daten verarbeiten -Bit-Daten. Als Intel vom 16-Bit-286 auf den 386 umstieg, brachte es zunächst den 386SX auf den Markt, um mit dem 16-Bit-System kompatibel zu sein. Diese Art von CPU verfügt über ein internes Budget von 32 Bit und eine externe Datenübertragung von 16 Bit. Bis zum 386DX waren alle CPUs intern und extern 32-Bit.

Erweitertes Wissen:

Die Zentraleinheit (CPU) ist als Rechen- und Steuerungskern des Computersystems die letzte Ausführungseinheit für die Informationsverarbeitung und Programmausführung. Seit seiner Gründung hat die CPU große Fortschritte in Bezug auf logische Struktur, Betriebseffizienz und Funktionserweiterung gemacht.

32-Bit-CPU kann nur 32 Bit oder 4 Byte Daten gleichzeitig verarbeiten, während eine 64-Bit-CPU 64 Bit oder 8 Byte Daten gleichzeitig verarbeiten kann. Wenn wir die 128-Bit-Anweisungen in 16-Bit-, 32-Bit- und 64-Bit-Einheiten bearbeiten: Die alte 16-Bit-CPU (z. B. die Intel 80286-CPU) benötigt 8 Anweisungen, die 32-Bit-CPU benötigt 4 Anweisungen. und eine 64-Bit-CPU benötigt nur zwei Anweisungen. Offensichtlich ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit der 64-Bit-CPU bei gleicher Betriebsfrequenz schneller als die der 16-Bit- und 32-Bit-CPU.

Sie können 32-Bit- und 64-Bit-CPUs vergleichen. Die Anzahl der 64-Bit-Codeströme hat sich nicht geändert und ihre Breite ändert sich mit der Breite des Befehlscodes; Obwohl ein 64-Bit-System theoretisch die doppelte Datenmenge in einem Taktzyklus verarbeiten kann wie ein 32-Bit-System, besteht normalerweise eine Lücke zwischen Theorie und Realität.

Es ist zu beachten, dass die CPU nicht nur Register mit einer ausreichend großen Bitbreite benötigt, sondern auch eine ausreichende Anzahl von Registern, um große Datenmengen zu verarbeiten. Um mehr Daten unterzubringen, müssen daher auch die Register und internen Datenkanäle verdoppelt werden, sodass die Anzahl der Register in einer 64-Bit-CPU im Allgemeinen doppelt so hoch ist wie die einer 32-Bit-CPU.

Obwohl die Anzahl der Registerbits zugenommen hat, sind die Befehlsregister zum Ausführen von Befehlen alle gleich, d. h. der Datenfluss wird verdoppelt, der Befehlsfluss bleibt jedoch unverändert. Darüber hinaus kann durch eine Erhöhung der Anzahl der Datenbits auch der Dynamikbereich erweitert werden. Im üblicherweise verwendeten Dezimalsystem können Sie nur bis zu 10 ganze Zahlen erhalten (im Fall einer Ziffer). Dies liegt daran, dass es nur 10 verschiedene Symbole von 0 bis 9 gibt, um die entsprechenden Zahlen auszudrücken 10 müssen Sie eine Ziffer und zwei Ziffern (00-99) hinzufügen, um 100 Zahlen darzustellen.

Die Berechnungsformel für den Dynamikbereich in Dezimalzahl kann erhalten werden: DR=10^n (n stellt die Anzahl der Ziffern dar). Im Binärsystem können wir die entsprechende Formel erhalten: DR=2^n, dann kann 32-Bit 2^32=4,3×109 erreichen, und nach dem Upgrade auf 64-Bit kann es 2^64=1,8×1019 erreichen . Der Dynamikbereich wurde um das 4,3 Milliardenfache erweitert.

Tipp: Durch die Erweiterung des Dynamikbereichs kann die Genauigkeit der Daten im Register bis zu einem gewissen Grad verbessert werden. Wenn Sie beispielsweise ein 32-Bit-System zur Verarbeitung von Wettersimulations-Rechenaufgaben verwenden und die verarbeiteten Daten den maximalen Dynamikbereich überschreiten, den 32-Bit bieten kann, wird das System als „Überlauf“ (überschreitet die größte positive Ganzzahl) oder „Unterlauf“ angezeigt ( Unterhalb der minimalen negativen Ganzzahl) Fehlermeldung, daher kann nicht garantiert werden, dass die Daten im Register korrekt sind.

Neben der Rechenleistung gegenüber 32-Bit-CPUs spiegelt sich der Vorteil von 64-Bit-CPUs auch in der Speichersteuerung des Systems wider. Da Adressen spezielle Ganzzahlen verwenden, können eine ALU (arithmetische Logikeinheit) und Register einer 64-Bit-CPU größere Ganzzahlen verarbeiten, was auch größere Adressen bedeutet.

Der maximale Adressraum einer herkömmlichen 32-Bit-CPU beträgt 4 GB, was dazu führt, dass viele umfangreiche Datenverarbeitungsprogramme, die eine große Speicherkapazität erfordern, derzeit überlastet erscheinen und einen Engpass bei der Betriebseffizienz darstellen. Der 64-Bit-Prozessor kann theoretisch 18 Millionen TB (1 TB = 1024 GB) erreichen, wodurch das Engpassphänomen, auf das 32-Bit-Computersysteme stoßen, vollständig gelöst werden kann.

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