为什么32位操作系统支持4 GB的RAM？

Question

只需阅读purdue lecture about OSs中的一些注释即可：

  

程序将内存视为一个数组   从地址0到2 ^ 32-1的字节数（0到   4GB-1）

为什么是4 GB？

Answer 1

因为32位能够表示最多2 ³² 的数字 - 1 = 4294967295 = 4 GiB - 1因此最多可以解决2个 ³² 个别字节4 GiB然后。

但是，有很多方法可以规避这一点。例如，使用PAE即使32位操作系统也可以支持更多内存。但从历史上看，这最常用于服务器上。此外，非服务器Windows SKU不支持它。到目前为止，所有这些都没有实际意义，因为64位CPU，操作系统和驱动程序支持是司空见惯的。

Answer 2

因为每个内存字节都必须有一个地址。在32位操作系统中，地址长度为32位;因此，有2 ^ 32个可能的地址，这意味着有2 ^ 32个字节= 4 GB。

Answer 3

每个人都说2 ^ 32 = 4GiB，这是对的。以防万一，我们是如何到达那里的：

32位机器使用32位来寻址内存。每个位的值为0或1.如果有1位，则有两个可能的地址：0或1。 两位系统（双边）有四个可能的地址：00 = 0,01 = 1,10 = 2,11 = 3。 2 ^ 2 = 4。 三个比特具有8个可能的地址：000 = 0,001 = 1,010 = 2,011 = 3,100 = 4,101 = 5,110 = 6,111 = 7。

每个位将潜在的地址空间加倍，这就是为什么2 ^ n告诉您在给定位数上使用了多少个地址。 2 ^ 1 = 2,2 ^ 2 = 2 * 2 = 4,2 ^ 3 = 2 * 2 * 2 = 8等

当你达到32位时，你处于4GiB。

Answer 4

4 GB = 2 ^ 32字节。

Answer 5

2 ^ 32 = 4 * 1024 * 1024 * 1024

以字节为单位，是4 GB的定义。换句话说，32位寄存器作为存储器指针可以处理4 GB的存储空间而不再存在。

Answer 6

如果你有一个4位系统，这意味着每个字节的地址是4个二进制数字，你所有地址的概率范围从0000到{{1} } 1111（2因为有0或1），有4位可以创建2^4 = 16个不同的0和1值，如果你有16个不同的地址。每个代表一个16，那么您最多可以byte

4位系统将如下所示：

对于32位系统，您的最大值为16 bytes

Answer 7

实际上，它并不像2 ^ 32 = 4294967296字节那么简单。您可以在x86保护模式下看到启用分页（即使用任何现代操作系统时获得的内容），即使分页转换机制对客户端应用程序是透明的，也不会直接寻址内存位置。

在使用4K页面时，逻辑32位内存地址：

• 位22-31指的是页面目录
• 位12-21是指页表
• 位11-0指的是4096字节页面中的偏移量

正如您所看到的，您有2 ^ 10（1024）页目录，在每个页面目录中，您有2 ^ 10页表，每页长2 ^ 12（4096）字节，因此2 ^ 32 = 4294967296字节。存储器总线的宽度方便地与CPU的字长相同，但根本不必像这样。事实上，更现代的x86 CPU支持PAE，即使在32位模式下也可以寻址超过4GB（或GiB）。

Answer 8

因为可以存储在Word中的不同内存地址（以字节为单位）的数量。

但事实上，并非总是如此（在大多数情况下并非如此），操作系统可以处理比（PAE）更多的物理内存，并且应用程序可以使用少于4GB的虚拟内存（因为部分该虚拟内存映射到操作系统，Linux中为1GB，Windows中为2GB。

另一种不适用的情况是，如果内存是通过Words而不是Bytes来寻址的，那么总内存可寻址将是16GB，例如。

Answer 9

主要是由于32位操作系统选择仅支持2 ^ 32-1地址。

如果CPU在FSB上有超过32个地址线，那么32位操作系统可以选择使用分页机制来访问超过4GiB的地址。 （例如PAE支持的Intel / AMD芯片上的Windows 2000 Advanced Server / Data Center版本）

Answer 10

具有32位寄存器的CPU将需要操作系统以32位块为单位计算所有内容。这是操作系统必须符合的硬件要求。同样，具有64位寄存器的CPU将需要一个操作系统，该操作系统以64位块的形式从RAM中读取和写入数据。 （每次从内存中读取数据时，都需要将其读取到其中一个寄存器中-32位，64位或16位等）。

32位寄存器可以存储2 ^ 32个不同的RAM地址。 每个RAM地址对应于现代RAM中的一个字节（8位）。 （4 GB参数仅对每个字节都有地址的RAM才适用。）

=> 2 ^ 32 = 4,294,967,296地址，→相当于4,294,967,296字节。

现在，1 KB = 2 ^ 10字节或1024字节（在二进制系统中）

因此，4,294,967,296字节/ 1024 = 4,194,304 KB

4,194,304 KB / 1024 = 4,096 MB

4,096 MB / 1024 = 4 GB

Answer 11

4 GB = 2 ^ 32字节。 但请记住它的最大4gb由32位操作系统分配。实际上，操作系统会看到更少的在VRAM分配之后。

Answer 12

如前所述，32位Windows操作系统使用32位字来存储内存地址。

实际上，目前大多数32位芯片使用36位寻址，使用英特尔的物理地址扩展（PAE）模型。某些操作系统直接支持此功能（例如Linux）。

正如Raymond Chen在Windows a 32-bit application can allocate more than 4GB of memory, and you don't need 64-bit Windows to do it中指出的那样。甚至是PAE。

就此而言，64位芯片不支持整个64位存储空间。我相信它们目前仅限于42位空间...... PAE使用的36位空间，加上最高的8位地址，

Answer 13

1. 32 位代表数字0..4,294,967,296
2. 32 位可以用于寻址2 ^ 32 Byte s（假设字节大小的块）
3. 2 ^ 32 B 是最大大小

2 ^ 32 B = 4,194,304 KiB = 4,194 MiB = 4 GiB