格納できる最小値はバイト（8ビット）でビット（1ビット）ではないのはなぜですか？

Question

バイト（8ビット）&に格納できる最小値がメモリ内のビット（1ビット）でないのはなぜですか？ 偶数ブール値はバイトとして格納されます。我々はCPU上のレジスタのように、32または64ビットに最も小さい数字を突きつけますか？

Answer 1

プロセッサアクセスの基本的な方法は、使用可能な最小のレジスタのサイズに制限されています。ほとんどのアーキテクチャでは、そのサイズは8ビットです。これらの小さな部分を使うことができます。例えば、Cは、特定のビット長だけである必要のあるフィールドを組み合わせることを可能にする構造体のビットフィールド機能を持っています。アクセスは依然としてバイト全体を読み取る必要があります。

古いエキゾチックなアーキテクチャの中には、実際には「ワードサイズ」が異なっていたものがあります。これらのマシンでは、10ビットが共通のサイズである可能性があります。

最後に、プロセッサはほとんど常に後方互換性があります。例えば、インテルは、386以降の完全な命令互換性を維持しています。 386用にコンパイルされたプログラムを使用すると、i7プロセッサ上で実行されます。ワードサイズを変更すると互換性が失われます。したがってはですが、製造元はこれを行うことはありません。

Answer 2

コンピュータはメモリをバイトレベルで処理するため、バイトより小さいものはアドレス指定できません。

Answer 3

ハードウェアはブロック（バイト、それ以降のワード、およびワード）でデータを読み取るように構築されています。これにより、個々のビットにアクセスするよりも効率が高くなり、より多くのアドレシング範囲も提供されます。したがって、ほとんどのデータは少なくともバイト境界に揃えられています。バイトではなくビットシーケンスで動作するエンコーディングが存在しますが、非常にまれです。

今日では、データはほとんどの場合、とにかくdword（32ビット）境界にアライメントされています。さらに、いくつかのハードウェア（例えばARM）は、整列していないマルチバイト変数にアクセスすることができない。すなわち、16ビットワードは、ワード境界を「交差」することができない - 例外がスローされる。