位字的意思-tft每日頭條

可能你也不止一次的聽到諸如32位、64位的說法。

這裡的“位”到底是什麼意思呢？相信通過這篇文章，你可以找到答案。

什麼是位？

位，是計算機的最小存儲單元，一位，可以存放一個二進制數字

其實，位的概念非常簡單，我們知道，在計算機中，無論是數字還是字符，無論是圖片還是音樂，存儲時，都是使用二進制格式的數字來存儲，這個二進制數字的其中一位就是“位”的概念。

比如，一個字符'a'，在unicode編碼下，它的二進制格式是：

0000 0000 0110 0001

那麼我們可以認為，一個'a'字符，在計算機中占16位。

以上，就是位的概念。

32位和64位

現在，你知道了位的概念，但跟我們平時所說的32位CPU、32位操作系統、64位CPU、64位操作系統，這些是什麼呢？

這裡所說的“位”，是指尋址能力。

這是什麼意思呢？要理解這個概念，需要知道以下的知識。

内存的劃分

為了方便對内存的管理，内存被劃分為許多區塊。

這就好比有一個年級，學生比較多，比如有200個學生，為了方便管理，學校可以将學生分為20個小組，每個小組10個學生。

内存也是這樣，它被劃分為很多的區塊，每個區塊大小固定為1字節。

位字的意思（位的概念）1

正是因為如此，在内存管理上的最小單位是字節，而不是位。你可以讓CPU取出某個内存位置的字節，而不能讓它取出某個位置的一位。

一個int類型占32位，也就是4個字節，那麼一個int類型的數據會在内存中跨越4個區塊。

根據這樣的知識，你可以計算一下，一個2G的内存，可以被劃分為多少個大小為1字節的區塊。

下面列出計算過程： 210241024*1024 = 2147483648

CPU的尋址方式

什麼是尋址呢？

CPU對内存進行劃分之後，問題随之而來，當我需要某個區塊的數據時，我如何告訴CPU呢？如何讓CPU準确的取到我需要的數據呢？

這就好比給學生分了組之後，我如何找到需要的組。

其實，最簡單、最實用的方式就是編号，可以給學生的分組編号（1組，2組，3組......），也可以給内存的每一個區塊編号（0, 1, 10, 11, 100......）。隻不過要注意的是，現實世界中的編号是十進制的數字，但計算機世界中的編号是二進制。

下面這張圖描述了計算機的編号方式：

位字的意思（位的概念）2

我們通常把這樣的内存編号，稱之為内存地址，或簡稱地址。

有了地址（編号）後，當我需要取到某個内存的數據時，就可以把該内存對應的地址告訴CPU，CPU就可以根據該地址準确的找到對應的内存，取出數據了。而CPU通過地址找到對應内存的過程，就是尋址。

32位CPU和64位CPU

現在再來理解32位和64位CPU就簡單多了：一個N位的CPU，是指該CPU能夠支持的地址長度為N。

其實，這類似于現實場景中的編号。

比如，一個學校裡面的學号是一個5位數，5位數可以編排多少個學生呢？答案是0-99999，十萬個(105個)，如果學生數量超過了十萬，則超過的學生是沒有辦法編号的。

道理是一樣的，如果一個CPU是5位的地址長度，那麼它的編号範圍則是00000-11111（注意，這裡是二進制），一共多少個呢？25個！6位的CPU呢？26個！32位的CPU呢？232個！64位的CPU呢？264個！

為什麼N位的CPU，能夠得到的編号數量是2N個呢？我不談數學證明，可以通過找規律得到答案：

1位的CPU可以取到的編号有2個： 0和1 共21個編号

2位的CPU可以取到的編号有4個： 00、01、10、11 共22個編号

3位的CPU可以取到的編号有8個： 000、001、010、011、100、101、110、111 共23個編号

N位的CPU可以取到的編号有2N個

由于一個編号就對應内存中的一字節數據，因此，編号範圍越大，能夠取到的内存越大。

如果一個CPU隻有1位，那麼它的編号隻有21個，隻能尋址21B的内存，哪怕你給它16G的内存，很遺憾，超過21B的部分，它無法找到，因為無法對超過的部分進行編号。

所以，一個CPU位數越高，則它的尋址能力越強，一個N位的CPU，可以有編号2N個，則可以識别2NB的内存。

現在明白了吧，32位的CPU，可以尋址的内存大小是232B，算出來就是4G。也就是說，哪怕你電腦的内存是16G，如果CPU是32位的，最多隻能認識4G。

而64位的CPU呢，可不是說尋址能力是32位的兩倍，那可是264B，算出來是232G！