CPU 执行程序的秘密，藏在了这 15 张图里( 三 ) 作者|小林coding来源|小林coding（ID：

数据总线，用于读写内存的数据；

控制总线，用于发送和接收信号，比如中断、设备复位等信号， CPU 收到信号后自然进行响应，这时也需要控制总线；

当 CPU 要读写内存数据的时候，一般需要通过两个总线：

首先要通过「地址总线」来指定内存的地址；
再通过「数据总线」来传输数据；

输入、输出设备输入设备向计算机输入数据，计算机经过计算后，把数据输出给输出设备。期间，如果输入设备是键盘，按下按键时是需要和 CPU 进行交互的，这时就需要用到控制总线了。

文章插图
线路位宽与 CPU 位宽数据是如何通过线路传输的呢？其实是通过操作电压，低电压表示 0 ，高压电压则表示 1 。
如果构造了高低高这样的信号，其实就是 101 二进制数据，十进制则表示 5 ，如果只有一条线路，就意味着每次只能传递 1 bit 的数据，即 0 或 1 ，那么传输 101 这个数据，就需要 3 次才能传输完成，这样的效率非常低。
这样一位一位传输的方式，称为串行，下一个 bit 必须等待上一个 bit 传输完成才能进行传输。当然，想一次多传一些数据，增加线路即可，这时数据就可以并行传输。
为了避免低效率的串行传输的方式，线路的位宽最好一次就能访问到所有的内存地址。 CPU 要想操作的内存地址就需要地址总线，如果地址总线只有 1 条，那每次只能表示「0 或 1」这两种情况，所以 CPU 一次只能操作 2 个内存地址，如果想要 CPU 操作 4G 的内存，那么就需要 32 条地址总线，因为 2 ^ 32 = 4G 。
知道了线路位宽的意义后，我们再来看看 CPU 位宽。
CPU 的位宽最好不要小于线路位宽，比如 32 位 CPU 控制 40 位宽的地址总线和数据总线的话，工作起来就会非常复杂且麻烦，所以 32 位的 CPU 最好和 32 位宽的线路搭配，因为 32 位 CPU 一次最多只能操作 32 位宽的地址总线和数据总线。
如果用 32 位 CPU 去加和两个 64 位大小的数字，就需要把这 2 个 64 位的数字分成 2 个低位 32 位数字和 2 个高位 32 位数字来计算，先加个两个低位的 32 位数字，算出进位，然后加和两个高位的 32 位数字，最后再加上进位，就能算出结果了，可以发现 32 位 CPU 并不能一次性计算出加和两个 64 位数字的结果。
对于 64 位 CPU 就可以一次性算出加和两个 64 位数字的结果，因为 64 位 CPU 可以一次读入 64 位的数字，并且 64 位 CPU 内部的逻辑运算单元也支持 64 位数字的计算。
但是并不代表 64 位 CPU 性能比 32 位 CPU 高很多，很少应用需要算超过 32 位的数字，所以如果计算的数额不超过 32 位数字的情况下， 32 位和 64 位 CPU 之间没什么区别的，只有当计算超过 32 位数字的情况下， 64 位的优势才能体现出来。
另外， 32 位 CPU 最大只能操作 4GB 内存，就算你装了 8 GB 内存条，也没用。而 64 位 CPU 寻址范围则很大，理论最大的寻址空间为 2^64 。