“32位微处理器”、“64位操作系统”

1. 32位微处理器：是硬件指标，指CPU一次能够处理的数据长度，称为机器字长，机器字长通常等于通用寄存器长度
2. 64位操作系统：是软件指标，需要64位CPU的支持，64位操作系统不仅是寻址范围增加到$2^{64}$，同时要求机器字长64位。
3. 二者关系：32位操作系统是该操作系统最多可访问$2^{3}2$个，即最多4G的地址，是一个软件的概念；32位处理器指的是一次可处理32位数据，是CPU设计时就决定好的，是硬件的概念。低位数的CPU不能运行高位数的操作系统，而高位数的CPU可运行低位数的操作系统（即64位CPU能支持32、64位操作系统）

机器字长

32位计算机
= 字长/机器字长为32位
= 通用寄存器宽度为32位
= CPU内部用于整数运算的数据通路的宽度为32位
= 计算机内部一次可以处理的二进制数的位数
= ALU算数逻辑单元里面，可以支持同时输入多少比特的信息

字

字和字长的概念不同，“字”表示被处理信息的单位，用来度量数据类型的宽度。字和字长的宽度可以一样，也可以不同。如对于x86体系结构，不管字长多少，定义“字”的宽度都为16位，而从386开始字长就是32位了。又例如对于MIPS 32体系结构，其字和字长都是32位。

指令字长

= 一个指令字中包含的二进制代码的位数

存储字长

= 一个存储单元存储的二进制代码的长度

数据总线宽度

= MDR位数
= 一次可取的最大数据位数
可能 $\ne$ IR位数（因为指令字长可以为存储字长的整数倍）
（若采用64位数据线，字节编址，则每次最多可存取8个存储单元的内容）

地址总线宽度

= MAR位数
= 程序寄存器PC的位数
= 按字寻址的机器，其存储器的最大字数

控制总线线数

指一次可并行传送的控制信息位数

I/O线数

与外设通信的并行程度

操作系统位数

为操作系统可寻址的位数

关系：

1. 指令字长与存储字长：
   • 指令字长一般是存储字长的整数倍（若指令字长等于存储字长的2倍，则需要2个访存周期来取出一条指令）
   • 若指令字长=存储字长，则取指周期=机器周期
     
2. 机器字长与指令字长没有必然关系
3. 早期一般存储字长=指令字长=字长，所以访问一次主存就可取出一条指令或一个数据。但现在指令字长和字长都可变
4. 机器字长与存储字长：
   如“32位机器”和“按字节编址”这两种说法，前者指的是ALU一次能处理数据的位数，是数据的宽度；而后者是指一个存储单元能存放一个字节，是数据的宽度。这二者是独立的概念，没有关系。
   但是通常为了方便，将二者设为一样的，“按字寻址”就是机器字长=存储字长的情况。所以这个不能硬要说二者相同或不同。
5. 数据线位数、存储单元位数、MDR、MAR：
   数据线位数和一个存储单元所存的数据位数并不一定相同。例如下面的主存储器示意图，其对存储单元进行编号的方式和大多数通用计算机一样，采用字节编址方式（即存储体内一个地址中有一字节），而其采用64位数据线，所以在字节编址下，每次最多可以存取8个单元的内容。所谓“数据线的宽度与MDR的宽度相同”，
   
   产生疑惑的根源是因为没搞懂最大和实际的区别：MDR的位数（数据线位数）、MAR的位数（地址线位数）是指这台计算机的能力，是刻在板子上没办法改变的；而存储单元的位数（存储字长）、存储单元的地址位数是用户为这台计算机所配备的存储能力，是可以在不超过上述计算机能力的基础上，进行改变的（如加一个内存条）。
   
   因此下图中，MAR的位数=地址线的位数=36位，是指主存地址空间的最大可寻址范围是0~$2^{36}-1$。而实际的存储容量，是只有$2^5=32$个存储单元，一个存储单元8位