操作系统简介

不同类型的操作系统

32位

cpu的位是指一次性可处理的数据量是多少,1字节=8位,32位处理器可以一次性处理4个字节的数据量,依次类推,32位操作系统针对32位cpu设计

  • 软件名称

32位操作系统

  • 软件平台

32位CPU

  • 内存寻址空间

4G

  • 指令集

32位数据指令


在实际使用中32位操作系统是可以使用4GB以上的内存的;

例如:

在Windows Server 2003中,各版本支持的最大内存如下:

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标准版的 32位版本支持2.93GB RAM,64位版本最高可支持 32 GB RAM。

企业版的 32 位版本最高可支持32 GB RAM, 64 位版本支持 1 TB RAM

数据中心版的 32 位版本支持 64 GB RAM,64 位版本支持 1 TB RAM


与64位操作系统区别

  • 设计初衷:

64位操作系统的设计初衷是:满足机械设计和分析、三维动画、视频编辑和创作,以及科学计算和高性能计算应用程序等领域中需要大量内存和浮点性能的客户需求。换句简明的话说就是:它们是高科技人员使用本行业特殊软件的运行平台。而32位操作系统是为普通用户设计的。

  • 要求配置不同

64位操作系统只能安装在64位电脑上(CPU必须是64位的)。同时需要安装64位常用软件以发挥64位(x64)的最佳性能。32位操作系统则可以安装在32位(32位CPU)或64位(64位CPU)电脑上。当然,32位操作系统安装在64位电脑上,其硬件恰似“大牛拉小车”:64位效能就会大打折扣。

  • 运算速度不同

64位CPUGPRs(General-PurposeRegisters,通用寄存器)的数据宽度为64位,64位指令集可以运行64位数据指令,也就是说处理器一次可提取64位数据(只要两个指令,一次提取8个字节的数据),比32位(需要四个指令,一次提取4个字节的数据)提高了一倍,理论上性能会相应提升1倍。

  • 寻址能力不同。

64位处理器的优势还体现在系统对内存的控制上。由于地址使用的是特殊的整数,因此一个ALU(算术逻辑运算器)和寄存器可以处理更大的整数,也就是更大的地址。比如,Windows x64Edition支持多达128GB的内存和多达16TB的虚拟内存,而32位CPU和操作系统最大只可支持4G内存。

  • 软件普及不同

64位系统可以安装32位系统的软件,而32位系统不能安卓54位的软件

64位

64位操作系统是特别为64位计算机系统而设计的操作系统

64位操作系统的优点,在于能够利用64位处理器的优势,在处理多媒体内容时能够有更佳的表现。

在计算机架构中,64位整数、内存地址或其他数据单元,是指它们最高达到64位(8字节)宽。此外,64位CPU和算术逻辑单元架构是以寄存器、内存总线或者数据总线的大小为基准。 64 位CPU在1960年代,便已存在于超级计算机,且早在1990年代,就有以 RISC 为基础的工作站和服务器。2003年才以 x86-64 和 64 位 PowerPC 处理器架构的形式引入到(在此之前是 32 位)个人计算机领域的主流。

amd

AMD64的位技术是在原始32位X86指令集的基础上加入了X86-64扩展64位X86指令集,使这款芯片在硬件上兼容原来的32位X86软件,并同时支持X86-64的扩展64位计算,使得这款芯片成为真正的64位X86芯片。这是一个真正的64位的标准,X86-64具有64位的寻址能力。
X86-64新增的几组CPU寄存器将提供更快的执行效率。寄存器是CPU内部用来创建和储存CPU运算结果和其它运算结果的地方。标准的32-bit x86架构包括8个通用寄存器(GPR),AMD在X86-64中又增加了8组(R8-R15),将寄存器的数目提高到了16组。X86-64寄存器默认位64-bit。还增加了8组128-bit XMM寄存器(也叫SSE寄存器,XMM8-XMM15),将能给单指令多数据流技术(SIMD)运算提供更多的空间,这些128位的寄存器将提供在矢量和标量计算模式下进行128位双精度处理,为3D建模、矢量分析和虚拟现实的实现提供了硬件基础。通过提供了更多的寄存器,按照X86-64标准生产的CPU可以更有效的处理数据,可以在一个时钟周期中传输更多的信息。

intel

EM64T技术
Intel官方是给EM64T这样定义的:EM64T全称Extended Memory 64 Technology,即扩展64bit内存技术。EM64T是Intel IA-32架构的扩展,即IA-32e(Intel Architectur-32 extension)。IA-32处理器通过附加EM64T技术,便可在兼容IA-32软件的情况下,允许软件利用更多的内存地址空间,并且允许软件进行32 bit线性地址写入。EM64T特别强调的是对32 bit和64 bit的兼容性。Intel为新核心增加了8个64 bit GPRs(R8-R15),并且把原有GRPs全部扩展为64 bit,如前文所述这样可以提高整数运算能力。增加8个128bit SSE寄存器(XMM8-XMM15),是为了增强多媒体性能,包括对SSE、SSE2和SSE3的支持。
Intel为支持EM64T技术的处理器设计了两大模式:传统IA-32模式(legacy IA-32 mode)和IA-32e扩展模式(IA-32e mode)。在支持EM64T技术的处理器内有一个称之为扩展功能激活寄存器(extended feature enable register,IA32_EFER)的部件,其中的Bit10控制着EM64T是否激活。Bit10被称作IA-32e模式有效(IA-32e mode active)或长模式有效(long mode active,LMA)。当LMA=0时,处理器便作为一颗标准的32 bit(IA32)处理器运行在传统IA-32模式;当LMA=1时,EM64T便被激活,处理器会运行在IA-32e扩展模式下。

AMD方面支持64位技术的CPU有Athlon 64系列、Athlon FX系列和Opteron系列。Intel方面支持64位技术的CPU有使用Nocona核心的Xeon系列、使用Prescott 2M核心的Pentium 4 6系列和使用Prescott 2M核心的P4 EE系列。

Last modification:April 20, 2022
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