8位16位32位操作系统的区别

Posted 2022-09-20 LuckyZhouStar

简单的说32位的CPU的数据线、地址线、控制线都是32位的，即CPU一次能够传送、处理32位的二进制数，所以理论上它能够寻址的范围是2的32次方，即4个GB，所以即使你的电脑能够安装8个GB的内存，系统也只能使用前4个GB的内存，而另4个GB的内存电脑就当没有。当然由于32位XP的限制，32位的机器也只能使用3个GB多点的内存。

同理64位的CPU的数据线等是64位的，即CPU一次能够并行处理64位的二进制数，所以理论上它能寻址的范围为2的64次方，比32位的大得多多多，总之是N多个GB。只要系统、主板等支持，你的电脑可以装很大的内存。
(当然电脑能够使用多大的内存，还要看主板北桥芯片，内存控制器，内存插槽数量等综合来看。
)
所以简单的看64位的系统要比32位的系统在单位时间内能够处理的数据更多，带宽更大，处理的速度更快。64位的CPU现在是向下兼容的，64位CPU组成的系统，能够装64位的操作系统，也能装32位的操作系统。当然由于目前大多数人使用的软件还都是32位的，因此并不能完全发挥出64位CPU的性能。

一、什么叫寻址空间？

     寻址空间一般指的是CPU对于内存寻址的能力。通俗地说，就是能最多用到多少内存的一个问题。数据在存储器(RAM)中存放是有规律的 ，CPU在运算的时候需要把数据提取出来就需要知道数据在那里 ，这时候就需要挨家挨户的找，这就叫做寻址，但如果地址太多超出了CPU的能力范围，CPU就无法找到数据了。 CPU最大能查找多大范围的地址叫做寻址能力 ，CPU的寻址能力以字节为单位。

    通常人们认为，内存容量越大，处理数据的能力也就越强，但内存容量不可能无限的大，它要受到系统结构、硬件设计、制造成本等多方面因素的制约，一个最直接的因素取决于系统的地址总线的地址寄存器的宽度（位数）。

   计算机的寻找范围由总线宽度（处理器的地址总线的位数）决定的，也可以理解为cpu寄存器位数，这二者一般是匹配的。

   Intel公司早期的CPU产品的地址总线和地址寄存器的宽度为20位，即CPU的寻址能力为2^20=1024*1024字节=1024K字节=1M字节；286的地址总线和地址寄存器的宽度为24位，CPU的寻址能力为2^24=1024*4*1024*4B=4*1024*4KB=16M；386及386以上的地址总线和地址寄存器的宽度为32位，CPU的寻址能力为2^32=4096M字节=4G字节。 也就是说，如果机器的CPU过早，即使有很大的内存也不能得到利用，而对于现在的PⅡ级的CPU，其寻址能力已远远超过目前的内存容量。

   由此推出：地址总线为N位（N通常都是8的整数倍；也说N根数据总线）的CPU寻址范围是2的N次方字节，即2^N(B)。

二、16位、32位、64位通常指的是什么？

 从CPU的发展史来看,从以前的8位到现在的64位,8位也就是CPU在一个时钟周期内可并行处理8位二进字符0或是1,那么16就以此类推是64位就64位二进制.
 从数据计算上来讲理论上64位比32快一半。但因为电脑是软硬相配合才能发挥最佳性能的.所以操作系统也必须从32位的到64位的,而且系统的硬件驱动也必须是64位的.

在64CPU的计算机上要安装64位操作系统64位的硬件驱动,32位的硬件驱动是不能用的,只有这样才能发挥计算机的最佳性能.如果64CPU装32操作系统的话,那性能不会有明显的提升。

三、为什么是2的N次方，而不是其他数的N次方？

    因为计算机是采用二进制计算的。 假设一台计算机,它只有1根地址线,请问它最多能对几个存储单元寻址?答案是：2个.因为在任何2进制计算机中,所有物理元件只有 0,1两种状态,对应这个例子,我们假设已经把这唯一的一根地址线与两个存储单元a和b连上了,那么究竟怎么确定何时读a何时读b?有一个办法,当地址线上的电压是高电压时我们读a,相反是低电压时,我们读b.如此一来,一根地址线的情况下,只能对2个存储单元进行寻址 依次类推,2根地址线时可以对4个存储单元进行寻址,对应的电压情况可以是:低低,低高,高低,高高;继续想下去,3根地址线就可以对8个存储单元进行寻址（3个1和3个0不同组合情况：111、110、100、000、101、100、001、011）,4根就是16个,也就是说,当有n根地址线时,可以对2的n次方个存储单元进行寻址。

一根线是怎么连接到两个存储单元的？好像不同于一根电话线吧，他有两个线芯或才网线，有八个小线（线芯）?

四、什么是存储单元？

存储单元一般应具有存储数据和读写数据的功能，一般以8位二进制作为一个存储单元，也就是一个字节。每个单元有一个地址，是一个整数编码，可以表示为二进制整数。
程序中的变量和主存储器的存储单元相对应。变量的名字对应着存储单元的地址，变量内容对应着单元所存储的数据。

五、为什么计算机采用二进制？
（1）技术实现简单，计算机是由逻辑电路组成，逻辑电路通常只有两个状态，开关的接通与断开，这两种状态正好可以用“1”和“0”表示。

（2）简化运算规则：两个二进制数和、积运算组合各有三种，运算规则简单，有利于简化计算机内部结构，提高运算速度。

（3）适合逻辑运算：逻辑代数是逻辑运算的理论依据，二进制只有两个数码，正好与逻辑代数中的“真”和“假”相吻合。

（4）易于进行转换，二进制与十进制数易于互相转换。

（5）用二进制表示数据具有抗干扰能力强，可靠性高等优点。因为每位数据只有高低两个状态，当受到一定程度的干扰时，仍能可靠地分辨出它是高还是低。

六、什么是地址线
地址线是用来传输地址信息用的。举个简单的例子：cpu在内存或硬盘里面寻找一个数据时，先通过地址线找到地址，然后再通过数据线将数据取出来。 如果有32根.就可以访问2的32次方的空间，也就是4GB。
2、数据线（data cable），其作用是来连接移动设备和电脑的，来达到数据传递或通信目的。通俗点说，就是连接电脑与移动设备用来传送视频、铃声、图片等文件的通路工具。

3、地址线、数据线和计算机内存之间的关系：

（1）地址线一次确定一个存储单元，地址线上值可能取的所有组合确定了存储单元的个数。

所以，存储单元的个数=2^地址线的条数。存储容量就是指存储单元的个数。

我们再看下面这种情况：
存储容量=4GB

为什么会这样呢？既然存储容量是指存储单元的个数，那么它应该是没有单位的，比如存储容量=4294967296(个)，

这样会更符合我们的预想。为什么会用字节来计量存储容量呢？

这里是因为存储单元与字节存在一个一对一的关系，一个存储单元占一个字节。

这些都科学解释了一个存储单元占一个字节。字节可以用来计量存储容量。

所以内存容量=4GB=4*(2^10)(2^10)(2^10)=2^32Byte

因为一个存储单元占用一个字节，所以存储单元个数为2^32

所以地址线条数是32。

（2）数据线确定存储字长。数据线有多少条，字长就是多少位。

字长是32位

则1字=32bit=4B

则表明处理器一次可以处理4个存储单元

指令长度为4个存储单元。

（3）举例说明：

若内存容量为4GB，字长为32，则地址总线和数据总线的宽度都为32。