操作系统中的“位”是什么意思

Question

我知道市场上有 32/64 位操作系统。
Q1->但是这个位实际上是什么意思？
Q2->什么是最低位操作系统和最高位操作系统？

Answer 1

但这一点实际上是什么意思？

这意味着用于在内存中寻址的位数。

内存由大量字节组成。每个字节都有一个唯一的地址。你可以把内存想象成一条有房子的街道，其中房子代表一个Byte*，门牌号代表地址。现在想象一下有人决定门牌号码应该总是有 3 位数字。这意味着最低的门牌号是000，最高的门牌号是999。这很简单，但是这意味着你不能拥有超过1000所房子，仅仅因为你的门牌号用完了。

您的记忆也是如此：x 位是您寻址的位数。唯一的区别是数字是二进制的。32 位操作系统使用正好为 32 位的二进制数（一个二进制数 = 一位）。

因此，在 32 位系统上，您可以有 2^32 个可能的地址，大约为 40 亿。40 亿字节是 4 GB。如果您的内存有超过 4 GB 的空间，则意味着您只能使用 4 GB 的可用内存，因为您根本没有剩余内存的地址。

如今，拥有超过 4 GB 的 RAM 已成为常态，我们当然希望使用该内存。在这种情况下，需要一个解决方案，我们可以做的最简单的事情**就是增加地址空间。虽然任何更高的位数都可以，但我们通常只需将位数从 32 加倍到 64。因此我们有 2^64 字节的地址，即 16*2^60 字节或 16 艾字节。

请注意，营销人员有时试图让我们相信 64 位操作系统/CPU 在某种程度上比 32 位等价物快。然而这不是真的***。实际上增加地址大小会使事情变慢，因为数字越大，计算就越耗时，是的，我们确实计算地址。如果您的内存足够小以至于您可以用 32 位完全寻址它，那么使用 64 位 CPU/OS 是完全没有意义的。

什么是最低位操作系统和最高位操作系统？

您可以使用的位没有限制。“一位操作系统”实际上没有意义，因为这意味着您的计算机不能有超过 2 个字节的内存。我认为下降操作系统从 8 位开始。32 位是最常见的，尽管 64 位增长很多，最终将取代 32 位。我听说过一些大型机有 128 位，但我不认为任何更高的主机真的存在，因为 128 位已经为您提供了难以想象的大量地址;-)。

* 不一定是每个字节一个地址。这是当今架构中最常见的单位，但理论上我们也可以选择单个位或多个字节。例如，Java 虚拟机在某些情况下以 4 字节的倍数在内部寻址。但是，您需要 CPU 和操作系统的支持才能使用它。

** 当然还有其他的可能性。例如，有 PAE（物理地址扩展）。此解决方案将内存划分为较小的段，每个段不超过 4 GB。使用 PAE，您最多可以寻址 64GB。这通常用于在 64 位 CPU 普及之前具有 4 GB 以上 RAM 的服务器。

*** 好吧，当然，新的 64 位 CPU 实际上比旧的 32 位 CPU 快。但这并不是因为它们是 64 位，而仅仅是因为 CPU 总体上已经进化了。如果我们用在此期间学到的所有东西构建一个新的 32 位 CPU，它将比今天的 64 位 CPU 更快。