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32位和64位

程序员文章站 2022-07-13 15:18:34
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一个指针在64位的计算机上,占8个字节;
一个指针在32位的计算机上,占4个字节。

原因如下:

我们都知道cpu是无法直接在硬盘上读取数据的,而是通过内存读取。cpu通过地址总线、数据总线、控制总线三条线对内存中的数据进行传输和操作。

32位和64位
            
    
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  具体流程:

  1、cpu通过地址总线,找到该条数据;

  2、通过控制总线得知该操作是读操作还是写操作;

  3、通过数据总线将该数据读取到cpu或者从cpu写到内存中。

  所以,

  地址总线的宽度决定了CPU的寻址能力;
  数据总线的宽度决定了CPU单次数据传输的传送量,也就是数据传输速度;
  控制总线决定了CPU对其他控件的控制能力以及控制方式

  

我们平时所说的计算机是64位、32位、16位,指的是计算机CPU中通用寄存器一次性处理、传输、暂时存储的信息的最大长度。即CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数。
假如,某计算机的地址总线是64位,那么其一次可以在2^64种可能中寻找一个地址,也就是其描述的地址空间为0x0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ~ 2^64-1。
我们一般需要64个0或1的组合就可以找到内存中所有的地址,而64个0或1的组合,就是64个位,也就是4个字节的大小,因此,我们只需要8个字节就可以找到所有的数据。所以,在64位的计算机中,指针占8个字节。同理,在32位的计算机中,指针占4个字节。

同时也可以看出,由于地址总线为64,那么每次寻址的空间为0x0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 ~ 2^64-1,那么CPU的最大内存为2^64Byte

举个例子

内存地址就像一条路上的门牌号,用几位表示需要看门牌数量。
门牌好从0号开始编排,到2^64-1号结束,一共就有2^64个门牌号。分别为二进制的
000000000000000000000000000000000000000000000000000000号
000000000000000000000000000000000000000000000000000001号
000000000000000000000000000000000000000000000000000010号
最后
1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111110号
1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111号
每个门牌的号码是64位(二进制),一个字节为8位,64位就是8字节。

也就是在64位系统中,cpu会通过地址总线在2^64个地址中寻找其中的某一个地址值的数据,所以8个字节的指针就可以代表内存中任意位置的一个地址值,所以指针占8个字节就足够用了。