ことのはの散策

word length: ワード長

                                                                                                                           上智大学　伊藤 潔

                                                                                          2005年12月11日

　本稿は，ほとんど用語解説です．

　word「ワード，語」は，コンピュータで一度にアクセスされる情報の集まった基本的な単位です．通常，バイト(8ビット)の倍数で，2バイト(16ビット），4バイト（32ビット），8バイト（64ビット）などの大きさがあり，これがword length「ワード長」です．

　主記憶では，このワード単位でCPUでアクセスします．CPUの種類のよって，主記憶上のaddress「番地」は，バイト単位で，あるいは，ワード単位で付けられます．

    2¹⁰ byte =1 kbyte，
    2²⁰ byte = 2¹⁰ kbyte = 1 Mbyte
    2³⁰ byte = 2²⁰ kbyte = 2¹⁰ Mbyte=1 Gbyte


　ワード長が大きくなると，どのような利点があるかについて述べます．

　ワード長がn bitあるということは，1bitに0か1が入りますから，表の通り，2ⁿ通りの情報を表すことができるということです．
　

　ワードに整数型の数が入るときは，普通２の補数で入りますが，当然bit数によって収容できる数の範囲が異なります．すなわち，
　

　　　8bitなら +127から -128までの数

　　　16bitなら，+32767から-32768までの数

       32bitなら，+2147483647から-2147483648までの数
です．

　ワードに実数型の数が入るときは，仮数部と2ⁿの 指数nをそのワードの中に記憶するので，ワード長が 大きいほど，仮数部の桁数が増え(精度がよくなり），指数部が大きくなり（数の範囲が拡がり）ます．

　ワードに文字データが入るときは，英数字は8bitで，漢字は16bitのコードで表されるので，ワード長が 大きいほど，たくさんの文字が入ります．

　ワードにアドレスが入るときは，負の番地はないので，主記憶のアドレスを示すために，上の表から

　　　　　　　16ビットなら，0〜65535番地

　　　　　　　32ビットなら，0〜4294967295番地
を表します．ワード長が 大きいほど，参照可能な番地が拡がります．

　ワードに命令語（命令コード部や参照番地部などから構成）が入るときには，ワード長が 大きいほど，命令コードの種類が増え，参照番地(絶対番地も相対番地）も拡がります．

　CPUのレジスタも以上のワード長と等しいことが多く，ワード長が大きいほど，計算する数値データの大きさが拡がり，処理する文字の個数が増えます． データを入れるレジスタでなく，アドレスをいれるレジスタの場合，ワードにアドレスを入れる場合と同様に，ビット数が大きいほど，参照可能な番地が拡がります．（参照可能な番地はページングなど命令語のアドレス方式とも関係があるので，もっと別な方法がありますが，ここでは，これ以上，述べません．）

　CPUと主記憶の間でデータをやりとりするデータバスの信号線の本数も，ワード長と等しいことが多く，メモリのアクセスの単位であるワードを，データバスで並列にCPUに送って，CPU内のレジスタにそのまま置くことができます．こういう形式でワード長が32bitの時，32bitCPUと呼ばれます．

　32bitCPUでは，メモリアクセスのアドレスを指し示す際に使われるアドレスバスも32bitのことが多いですが，メーカや機種により様々なバリエーションがあります．例えば，アドレスバスが16bitのものでは，32bit CPUといっても，半分の16bitで２回に分けて送るものもあります．また，16bit CPUでは，16bitのアドレスバスでは，メモリ空間が乏しいので，16bitのアドレスバスを２回使って32bitのアドレス情報を送るものなど，様々あります．