计算机中三大总线：地址总线、数据总线、控制总线

数据总线
地址总线
控制总线

今天在做软考的题目时发现一道题目，做过很多遍了，却始终会做错，刚开始我以为这只是一道记忆性的题目，只要把这个简单的知识点记住了就行了。然而，我发现，每一次做这种题目，我每一次都没做错来，根本记不住，理解才是王道。
题目如下：

例题：若内存容量为4GB，字长为32，则______。
A．地址总线和数据总线的宽度都为32
B．地址总线的宽度为30，数据总线的宽度为32
C．地址总线的宽度为30，数据总线的宽度为8
D．地址总线的宽度为32，数据总线的宽度为8
答案:A

内存容量为4GB，即内存单元的地址宽度为32位。字长为32位即要求数据总线的宽度为32位，因此地址总线和数据总线的宽度都为32。
由此题目引发如下思考：何为位？位宽？字？字长？字节？

字长，是CPU一次能处理的二进制数的位数，*字长与之关联的是数据总线的位数，字长为32，则数据总线的宽度为32位。*比如CPU一次可以处理8个1（或者0），那么我们称这个CPU是8位的CPU，也就是说这个CPU的字长是8位。如果CPU一次可以处理16个二进制数，这个CPU的字长就是16位。
现在最新的CPU已经到了64位了，它们的字长就是64位。字长越大，CPU的处理能力越强，计算机运行也越快。

位宽就是内存或显存一次能传输的数据量。(这里我对位宽的理解也仅限于此）简单地讲就是一次能传递的数据宽度。字长指的是计算能力，位宽指的是传输能力。

在计算机中传送信息的基本单位是（）
A) 字
B) 字节
C．位
D) 字长
正确答案
A
答案解析

[解析] 位是计算机存储的最小单位；1个字节是8个相邻二进制位组成的，是计算机存储中的基本单位，也是数据处理的基本单位。字是CPU通过数据总线一次存取、加工和传送时作为一个单位的一组二进制数。字长是每个字包含的位数。

字：
定义:
计算机在进行数据处理，一次存取、加工、传送的数据长度称为字(word)。
一个字一般由多个(整数倍)字节构成。
性质:
1word=2Byte=16bit
一个字由两个字节组成，16位组成
通常称16位是一个字，32位是一个双字，64位是两个双字
计算机的字长决定CPU一次处理实际位数的多少，字长越大，性能越优。

数据总线

（1）是CPU与内存或其他器件之间的数据传送的通道。

（2）数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。

（3）每条传输线一次只能传输1位二进制数据。eg: 8根数据线一次可传送一个8位二进制数据(即一个字节)。

（4）数据总线是数据线数量之和。

地址总线

（1）CPU是通过地址总线来指定存储单元的。

（2）地址总线决定了cpu所能访问的最大内存空间的大小。eg: 10根地址线能访问的最大的内存为1024位二进制数据（1024个内存单元）(1B)

（3）地址总线是地址线数量之和。

控制总线

（1）CPU通过控制总线对外部器件进行控制。

（2）控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。

（3）控制总线是控制线数量之和。

最后总结如下：
地址总线的宽度决定CPU的寻址能力；
数据总线的宽度决定CPU与其他元器件一次最大传送的数据量；
控制总线决定CPU对其他元器件的控制能力。

下面结合一些题目来加以理解：
1.地址总线：一个cpu的N根地址总线，则可以说这个CPU的地址总线宽度为N。这样cpu最多可以寻址2的N次方个内存单元。

2.8根数据总线传送一个8位二进制，数据线数量相当于每单元的位数

3.存储容量=单元数*每单元的位数，一般每单元位数都是8

例1.若256KB的SRAM具有8条数据线，则他具有多少条地址线

分析：256KB为他的存储容量，则一般表达为单元数*每单元位数，8条数据总线代表8位，也就是一个单元

            256KB=32KB*8             32KB为单元数，也就是2的N次方等于32KB为了计算方便，可记2的10次方=1K            则32KB=2的5次方*2的10次方

例2.写出下列的RAM芯片片内的地址线和数据线的条数：（1）4K8位；（2）512K4位；（3）1M1位；（4）2K8位

（1）地址： 4K=2的N次方 N=12 数据：8位，也就是8条

（2）与上题同理：地址：19 数据：4

（3）地址：20 数据：1

（4）地址：11 数据：8

例3.设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：

1.该存储器能储存多少个字节信息

解：2的20次方=1M 32位字长，换算成B，32÷8=4B
则

32÷8×(2^20) B = 4×2^20 B = 4^20 B = 4 MB
笔者做到这个题目的时候有个疑问：存储器存储的容量与数据线有什么关系，回看上文中提到数据线是CPU与内存或其他器件之间的数据传送的通道。既然是传输的通道，与存储器的存储容量并无关联。
后来查看资料才得知：
再来看存储器，存储器的存储总量 = 存储单元个数×存储字长，存储单元个数=2^地址总线位数，这个好理解；存储字长和数据总线位数有关，存储字长的意思是：一个存储单元存储一串二进制代码(存储字)，这串二进制代码的位数称为存储字长，存储字长可以是8位、16位、32位等。因此，地址总线为32位，数据总线为16位的存储器，其内存容量是2^32 * 16bit = 64Gb = 8Gb。而理解我们刚才做的这个题目也就不难了，一共有2^20个存储单元，存储字长为32位，数据总线位数为32，可表示大小为32/8=4个字节。

2.如果存储器由512K*8位SRAM芯片组成，需要多少片

解：4MB=4*1024KB=4096KB 4096KB÷512=8
则需要8片

3.需要多少地址线做芯片选择

因为需要8片，则需要2的N次方的N来控制着8片选那一片，则需要3根地址线

关于位宽我的理解也仅限于本文。一起沟通，有待进步！
接下来有关存储器容量的经典计算题目也会继续收录，若有疑问或者不正确的地方，欢迎广大读者第一时间与我取得联系。一起学习！一起进步！

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