Что такое 16, 32 и 64-разрядные архитектуры?

сколько битов процессор "есть", означает, что это длина слова инструкции. На 32-битном процессоре длина слова такой инструкции составляет 32 бит, что означает, что это ширина, которую процессор может обрабатывать как инструкции или данные, часто приводя к шине с этой шириной. По той же причине регистры имеют размер длины слова процессора, но у вас часто есть большие регистры для разных целей.

взять PDP-8 компьютер в качестве примера. Это было 12 бит компьютер. Каждая инструкция была длиной 12 бит. Для обработки данных той же ширины, аккумулятор также был 12 бит. Но что делает 12-битный компьютер 12-битной машиной, была его длина слова инструкции. На передней панели было двенадцать переключателей, с помощью которых его можно было запрограммировать, инструкция за инструкцией.

Это хороший пример, чтобы вырваться из 8/16/32 бит фокус.

количество битов также обычно является размером адресной шины. Поэтому он обычно говорит максимум адресуемая память.

есть хорошее объяснение этому в Википедия:

в компьютерной архитектуре 32-разрядные целые числа, адреса памяти или другие единицы данных имеют ширину не более 32 бит (4 октета). Кроме того, 32-разрядные архитектуры CPU и ALU основаны на регистрах, адресных шинах или шинах данных такого размера. 32-разрядный также термин, данный поколению компьютеров, в которых 32-разрядные процессоры были норма.

теперь давайте поговорим об ОС.

с OS-es это менее связано с фактической "Битти-Несс" процессора, он обычно отражает, как собираются опкоды (для какой длины слова процессора) и как регистры адресуются (вы не можете загрузить 32-битное значение в 16-битном регистре) и как адресуется память. Думайте об этом как о завершенной, скомпилированной программе. Он хранится в виде двоичных инструкций и поэтому должен вписываться в длину слова процессора. Задача-мудрый, он должен уметь обращаться ко всей памяти, иначе она не могла бы правильно управлять памятью.

но дело в том, является ли программа 32 или 64 бит (ОС по существу является программой здесь), как хранятся ее двоичные инструкции и как адресуются регистры и память. В общем, это относится ко всем видам программ, а не только к OS-es. Поэтому у вас есть программы, скомпилированные для 32 бит или 64 бит.

определения являются маркетинговыми терминами больше, чем точные технические термины.

в нечетком техническом термине они больше связаны с архитектурно видимой шириной, чем любой реальный регистр реализации или ширина шины. Например, 68008 был классифицирован как 32-разрядный процессор, но имел 16-разрядные регистры в кремнии и только 8-разрядную шину данных и 20-нечетные адресные биты.

http://en.wikipedia.org/wiki/64-bit#64-bit_data_models модели данных означают битность для языка.

фраза "OS is x-bit" обычно означает, что ОС была написана для X-bit cpu mode, то есть 64-разрядная Windows использует long mode на x86-64, где регистры составляют 64 бита, а адресное пространство-64 бита, и есть другие отличия от 32-битного режима, где обычно регистры имеют 32 бита в ширину, а адресное пространство-32 бита. На x86 крупный разница между режимами 32 и 64 бит-это наличие сегментации в 32 битах для исторической совместимости.

обычно ОС пишется с битностью процессора в виду, x86-64 является заметным примером десятилетий обратной совместимости - вы можете иметь все от 16-битных программ реального режима через 32-битные программы защищенного режима до 64-битных программ длительного режима.

плюс есть разные способы виртуализации, поэтому ваша программа может работать как в 32-битном режиме, но на самом деле он выполняется не-x86 ядром вообще.

разница сводится к разрядности набора инструкций, передаваемого в регистр общего назначения для работы. 16 битов могут работать на 2 байтах, 64 на 8 байтах инструкции одновременно. Часто можно увеличить пропускную способность процессора, выполняя более плотные инструкции за такт.

когда мы говорим о 2^n битных архитектур в информатике, то мы в основном говорим о регистрах памяти, размер адресных шин или размер шин данных. Основная концепция термина 2^n-битной архитектуры заключается в том, чтобы обозначить, что этот 2^n-бит данных может использоваться для адресации/транспортировки данных размера 2^n процессами.

насколько я знаю, технически это ширина целочисленных путей. Я слышал о 16-битных чипах с 32-битной адресацией. Однако на самом деле это ширина адреса. оператор sizeof(недействительными*) - 16 бит на 16 бит чип, 32 бита на 32-битных и 64-битных на 64-битном.

Это приводит к проблемам, потому что C и c++ допускают преобразования между типами void* и integral, и безопасно, если интегральный тип достаточно большой (тот же размер, что и указатель). Это приводит к всевозможным небезопасным вещам в условия

void* p = something;
int i = (int)p;

который будет ужасно разбиваться и гореть на 64-битном коде (работает на 32-битном), потому что void* теперь вдвое больше, чем int.

в большинстве языков вам нужно много работать, чтобы заботиться о ширине системы, над которой вы работаете.