每个字两位的幂是否“方便”？如果是，那是为什么呢？

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我发现有几个消息来源声称二进制字中的2的幂（例如，每字节8位）是“好事”或“便利”。我找不到任何资料指出原因。

从什么是为什么字节是八位的历史？我们读了批准的答案：

二进制计算机激励设计人员将大小的幂乘以2。

好吧，为什么呢？在同一问题中，但在该问题的评论字段中，我发现：

开玩笑的最后一句话是吗？12位字节不方便，因为它不是2的幂。-robjb

再次，没有理由...

2的幂次幂，地址计算要简单得多，这要用小罐中的原始晶体管制作逻辑电路时很重要-Mike

由于字节是最小的可寻址单元，因此没有太大意义。尽管对此评论有很多支持。也许我错过了一些东西。

从维基百科：

8位的事实上的标准是2的方便乘方，允许1字节的值从0到255

这会很方便，因为...？

为了清楚起见，这大约是每个字节的位数（例如8或6，等等），而不是每个字节的值数（例如2 ⁸或2 ⁶等）。由于混乱，我还指出这与Word大小无关。

我对历史原因不太感兴趣。这些已经在其他地方得到了很好的解释（请参阅链接）。

hardware byte bit

— 安德烈亚斯
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@gnat我很确定我们在这里谈论的是每个字节的位数（即8位字节中的8），而不是字节可以代表的值的数量（即8位字节中的2 ^ 8）。因此，例如，如果您有一个6位字节，则6 不是2的幂，但是，是的，一个6位字节可以表示2个值的幂。

— 8bittree

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@ 8bittree我想我明白了，谢谢您的解释！（缩回的一票表决-尽管我认为如果将您的最后评论中的解释如该问题进行编辑，对读者来说会更容易，但这件事似乎很微妙）

— gna

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SO上的类似问题：stackoverflow.com/q/1606827/3723423-答案带来了一些有关便利性的合理论点

— Christophe

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@Snowman：OP的帖子中包含一个“乞讨的问题”谬论：“为什么两个的幂被认为是方便的字节大小？” 他们不是。它与2的幂无关。他误读了Wikipedia文章中的句子。

— 罗伯特·哈维

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@RobertHarvey在回答“为什么字节是八位的历史是什么？” （在我的问题中也有链接）有以下句子：“二进制计算机激励设计人员将大小的幂乘以2。” 我也读错了吗？您认为这两个来源是什么意思？只是说“你做错了”并不是为我做的。

— 安德烈亚斯

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我认为8位字节没有成功，因为它们的宽度是2的幂。如果您不想单独处理位-这是现在和过去都不是一个共同的功能-拥有2的幂实际上并没有什么实际意义（只是-现在比节省时更多）一些分立的组件很重要-对硬件和软件工程师的反思和对其他方面的熟悉也很重要），我不记得在我的计算读数历史中提到过这一点（1）。一个需要小写，这意味着要比当时占主导地位的6位字符集更多。ASCII是7位的，但是ASCII纯粹是用于交换（因此被转换为内部代码以进行处理），因此

小组委员会认识到计算机制造商不太可能设计内部使用7位代码的计算机。他们更有可能使用4位，6位和8位代码。当前，在计算机之间以及在计算机与相关的输入/输出设备之间不存在超过128个单独且不同的字符互换的广泛需求。[具有8位自然帧大小但需要奇偶校验的纸带，因此一帧的有效载荷为7位，而ASCII则采用7位字符，而8位的优点中未引用2的幂]（2）

对于硬件，则赢得了8位字节，因为当75％的数据为数字并以BCD（3）表示时，它允许一次在一个字节中压缩2个十进制数字。

（1）例如Blaauw和Brooks，计算机架构；MacKenzie，编码字符集，历史和发展都对该主题进行了讨论。

（3）MacKenzie引用的X3.2文档（负责ASCII的小组委员会）。

（3）麦肯齐。

— 程序员
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谢谢。您的答案就在现场，并带来了参考。你有我的票。我知道，尽管您说的是真的，也无法证明。无法证明某物不存在。我想我应该真正询问那些声称“方便”的人，并检查他们的消息来源。也许这只是流言。语。

— 安德里亚斯（Andreas）

另一个便利因素是一个字节可以轻松地表示为两个十六进制值。将两个二进制编码的十进制（BCD）放在一个字节中通常被称为打包十进制。确实认为这很方便，因为当数据以十六进制显示时，十进制可以读作十进制。

— JimmyJames

12位字节可以很容易地表示为三个十六进制值。您可以在一个12位字节中存储三个BCD编号。当然，这比两个十六进制值和两个BCD数字好得多。实际上，一个10位字节可以包含三个十进制数字。我认为这就是IEEE十进制浮点标准的工作方式。

— gnasher729

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@JimmyJames，我认为您将因果关系反转为十六进制。十六进制之所以流行，是因为它是一种表示8位字节的紧凑方式，以前是八进制的（在像PDP-11这样具有8位字节但其中3位字段很重要的机器上更受欢迎）在指令集编码中）。

— AProgrammer

@ gnasher729，8位字节是60年代的孩子。从60位char变为12位char在60年代是不可想象的。即使在今天，当我们不受约束时，UTF-8仍然很受欢迎，因为UTF-16被认为太浪费了。当您使用前面板检查寄存器和内存中的值，而又不谈论当时技术对实现的影响时，10位字节几乎是不可想象的，每3个十进制数字10位的编码也完全不可行。

— AProgrammer

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除了历史事故之外，没有特殊原因可以使用8/16/32/64位。我想12/24/48/96位确实会更有用。

对于处理文本，使用假设的UTF-24的Unicode比使用UTF32便宜。假设UTF-12会将所有单字节和双字节UTF-8字符存储在12位中，并将所有三字节和四字节UTF-8字符存储在24位中（范围将略微减小为2 ^ 20个字符，但这仍然是四倍超出了慷慨使用的范围）；代码将更简单，因为只有两个变体。

对于浮点数，通常48位就足够了。96位明显优于80位扩展。24位对于图形很有用；比某些图形卡支持的16位功能有用得多。48位指针可以处理256 TB。

唯一的缺点是位数组，其中需要除以12以计算字节位置。如果觉得那很重要，我敢肯定，在硬件中可以非常有效地实现12分频。

— gnasher729
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关于UTF的有趣之处在于，尽管有些偏离主题。浮点字节（或位）大小是内存和精度之间的无尽争斗，您只需要与另一者生活在一起即可。关于位数组的好一点。

— 安德烈亚斯

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有趣的想法，但我不确定这是否能回答问题。

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问题是：“为什么八位被认为方便”。当然说“不是”可以回答这个问题。

— gnasher729

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@ gnasher729问题是：“为什么每个字节两位的幂被认为是方便的”，尽管您的答案似乎也适用。

— 8bittree

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评论不作进一步讨论；此对话已转移至聊天。

— 扬尼斯，

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由于使用8的倍数的通用硬件体系结构（例如32位和64位体系结构），因此很方便。这意味着使用8位数据存储和传输时效率更高。

“但是，出于经济性的考虑，强烈建议采用一种尺寸，或极少数尺寸乘以主要尺寸的倍数或分数（约数）。该首选尺寸成为体系结构的字长。”

Word（计算机体系结构）

另请参阅：为什么字节为八位的历史是什么？

— 布拉德·托马斯
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我不会接受这个答案。我的问题是为什么2的幂比较方便，而不是为什么事实上的标准是8位。8位背后的历史记录提到5、6和7位是出于真正的原因，而从7到8则是出于“ me，为什么不这样做”的动机。我觉得阅读不同来源的2幂幂比对当前系统的兼容性要重要得多。（实际上，8位给出了7位字符集的奇偶校验。）Word是另一回事，在此我确实受益于2的幂数大小，即可以使用shift代替计算中的多位。

— 安德烈亚斯（Andreas）

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@RobertHarvey这个问题不是关于每个开关的状态数（即二进制与三进制或更多），而是关于将多少个开关组合在一起。请参阅我对问题的编辑。

— 8bittree

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对于您的编辑，每个字节的位数和每个字节的数值之间没有有意义的区别。这是表达同一件事的两种方式。字节可以容纳的值的数量直接取决于其包含的位数：一个字节有8位，因此它最多可以容纳2⁸-1。

— 罗伯特·哈维

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从逻辑上讲，您选择的字节大小可以容纳一个方便的数值范围。ASCII为7位，因为它提供128个不同的值，足以对罗马字母，数字字符，标点符号，控制字符和几个特殊字符的两种情况进行编码。一个字节可容纳7个ASCII位和一个奇偶校验位用于错误检查，总共8位，适合电传打字机。从那以后，我们一直在使用该大小的字节。

— 罗伯特·哈维

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@JeremyKato我提到的设备较旧（大多数情况下为60-80年代），这可能就是为什么您不熟悉它们的原因。ASCII实际上是7位编码（奇偶校验不是标准的一部分）。但是，对于您的评论的主要部分，不，我没有丢失任何东西。我知道为什么使用8位特别方便是有原因的，您和罗伯特·哈维（Robert Harvey）缺少的是，问题是询问一般 2位而不是8位的幂。

— 8bittree

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根据Wikipedia关于word的文章，这使得与寻址内存相关的计算变得更加容易：

不同数量的内存用于存储精度不同的数据值。常用的大小通常是地址分辨率单位（字节或字）的两倍的幂。然后，将数组中某个项目的索引转换为该项目的地址，只需要移位操作即可，而无需乘法。在某些情况下，这种关系还可以避免使用除法运算。结果，大多数现代计算机设计的字大小（和其他操作数大小）是字节大小的两倍的幂。

— 瓦尔泰克
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是的，是一个字节大小的两倍的幂。没有固有的理由为什么一个字节应该是8位而不是9、12或15。

— gnasher729

@ gnasher729，比除以9或12或15更容易除以8（或16或32或64）

— 。–罗伯特·布里斯托

@ gnasher729如果单词是2的幂和2个字节的幂，则意味着该字节必须是2的幂

— vartec

@vartec文章和报价中写道：“常用的大小通常是地址分辨率单位（字节或字）的两倍的幂”，并且“大多数现代计算机设计的字大小（及其他操作数大小）都是幂是一个字节大小的两倍。” 我读到“字长”以字节为单位，而不是以位为单位。在文章中，没有关于位的字长为2的幂或应为2的幂的规则。

— Andreas

@vartec：如果。显然，没有人会用32位字和12位字节构建机器。但是，对于具有48或96位字和12位字节的机器而言，没有任何话可说。而且有些机器的单词是十个字节。

— gnasher729

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它与地址空间紧密相关。通过向地址总线增加一位，您可以寻址两倍的存储位置。因此，当您添加额外的行时，您不妨充分利用它。

这导致1、2、4、8、16、32等自然进展。

在生产技术水平上，重复相同的光刻图案也很容易。也就是说，将其加倍。如果从一个锁存器开始，然后加倍图案，则将传递8，而不是6、10或12。

— 马丁·马特
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那和一个字节的位数有什么关系？您是否真的声称32位逻辑AND比36位或28位更容易实现？

— gnasher729

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我没有提出任何此类要求。我的建议是，由于晶体管的价格越来越便宜，IC允许使用更小的电路，因此早期的设计逐渐得到了广泛应用。

— 马丁·马特

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关于生产技术水平的有趣理论。您可能正在做某事。您可以扩展该段落还是提供说明基本知识的链接？

— 安德烈亚斯

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废话例如，在各种位置都需要各种奇数位大小的图形卡中，一切都完全按照所需的大小完成，而不是多一点。如果h.264解码器的某些操作需要19位精度，那么硬件将实现19位，而不是20、24或32。请问，您不要操纵光刻图案。您定义硬件，然后通过一些创建布局的软件运行它。

— gnasher729

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@MartinMaat：您正在将营销+标准化与技术原因混淆。技术就是我们正在讨论的。

— gnasher729

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字宽并非总是2的幂。我最近已做在SHARC DSP具有用于一个32位字宽一些编码数字而不是为操作码（它是48比特宽）。

字宽为2的幂的原因可能是由于某些指令测试（或设置或清除或切换）单个位或向左或向右移动（或旋转）指定的位数。操作码中有一个位字段，用于指定单个位的位置或要移位的位数。如果字宽是2的幂，则该位字段需要log ₂（word_width）位来覆盖整个字。也就是说，一个32位宽的字需要在操作码中有一个5位字段才能进行这些操作。如果该字为33位宽，则需要6位，否则无法覆盖整个字，但是如果该字为64位宽，情况也将如此。

操作码中的位非常有价值，因此它们通常不想浪费它们。然后，使该单词具有2的次幂是有意义的。

字节为8位宽的原因是它是两个可以容纳ASCII字符（7位）的最小幂。

— 罗伯特·布里斯托·约翰逊
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这不是我的专业领域，但这听起来像是两个字节和字长的幂的正当理由。我想您也不必担心UB。对于一次移位，33位将需要6位操作码，但是只有大约一半的可能值（0-32）具有有用的含义。你同意吗？

— Andreas

操作码必须宽于移位计数所需的位字段。一个字节就是8位的单词。计算机硬件倾向于使用8或16或32或64位的字长（并非总是这样，旧的DSP56000具有24位字）的原因是由于我上面给出的原因以及vartec给出的原因：给定打包单词的位图，并为您提供特定像素的行号和列号，您必须将列号除以字宽，才能知道要访问哪个字以测试或更改像素。除以2的幂很容易。

— 罗伯特·布里斯托

什么是“打包单词的位图”？HighColor是否适合该描述？

— 安德烈亚斯

@ robertbristow-johnson：完全缺乏想象力。在9位字节的情况下，我们将使用36位字，1.3亿种颜色而不是RGBA中的1600万种颜色，RGB666而不是RGB555或monstrosity RGB565来获得低质量的颜色，一切都会很好。ASCII将包括512个字符，最多拉丁扩展。

— gnasher729

@Andreas，不，我的意思是两种“颜色”。全白或全黑。

— 罗伯特·布里斯托