32位計算機與64位計算機的區別：CPU尋址范圍（尋址空間）

解決了困擾我多年的問題：32位與64位計算機的區別。讓我這個非計算機專業的人情何以堪啊。。 以下內容轉載自： http://blog.csdn.net/lovejavaydj/article/details/7295505 一、什么叫尋址空間？ 尋址空間一般指的是CPU對於內存尋址的能力。通俗地說，就是能最多用到多少內存的一個問題。數據在存儲器(RAM)中存放是有規律的 ，CPU在運算的時候需要把數據提取出來就需要知道數據在那里 ，這時候就需要挨家挨戶的找，這就叫做尋址，但如果地址太多超出了CPU的能力范圍，CPU就無法找到數據了。 CPU最大能查找多大范圍的地址叫做尋址能力 ，CPU的尋址能力以字節為單位。 通常人們認為，內存容量越大，處理數據的能力也就越強，但內存容量不可能無限的大，它要受到系統結構、硬件設計、制造成本等多方面因素的制約，一個最直接的因素取決於系統的地址總線的地址寄存器的寬度（位數）。 計算機的尋找范圍由總線寬度（處理器的地址總線的位數）決定的，也可以理解為cpu寄存器位數，這二者一般是匹配的。 Intel公司早期的CPU產品的地址總線和地址寄存器的寬度為20位，即CPU的尋址能力為2^20=1024*1024字節=1024K字節=1M字節；286的地址總線和地址寄存器的寬度為24位，CPU的尋址能力為2^24=1024*4*1024*4B=4*1024*4KB=16M；386及386以上的地址總線和地址寄存器的寬度為32位，CPU的尋址能力為2^32=4096M字節=4G字節。 也就是說，如果機器的CPU過早，即使有很大的內存也不能得到利用，而對於現在的PⅡ級的CPU，其尋址能力已遠遠超過目前的內存容量。 由此推出：地址總線為N位（N通常都是8的整數倍；也說N根數據總線）的CPU尋址范圍是2的N次方字節，即2^N(B)。 二、16位、32位、64位通常指的是什么？ 從CPU的發展史來看,從以前的8位到現在的64位,8位也就是CPU在一個時鍾周期內可並行處理8位二進字符0或是1,那么16就以此類推是64位就64位二進制. 從數據計算上來講理論上64位比32快一半。但因為電腦是軟硬相配合才能發揮最佳性能的.所以操作系統也必須從32位的到64位的,而且系統的硬件驅動也必須是64位的. 在64CPU的計算機上要安裝64位操作系統64位的硬件驅動,32位的硬件驅動是不能用的,只有這樣才能發揮計算機的最佳性能.如果64CPU裝32操作系統的話,那性能不會有明顯的提升。 三、為什么是2的N次方，而不是其他數的N次方？ 因為計算機是采用二進制計算的。 假設一台計算機,它只有1根地址線,請問它最多能對幾個存儲單元尋址?答案是：2個.因為在任何2進制計算機中,所有物理元件只有 0,1兩種狀態,對應這個例子,我們假設已經把這唯一的一根地址線與兩個存儲單元a和b連上了,那么究竟怎么確定何時讀a何時讀b?有一個辦法,當地址線上的電壓是高電壓時我們讀a,相反是低電壓時,我們讀b.如此一來,一根地址線的情況下,只能對2個存儲單元進行尋址 依次類推,2根地址線時可以對4個存儲單元進行尋址,對應的電壓情況可以是:低低,低高,高低,高高;繼續想下去,3根地址線就可以對8個存儲單元進行尋址（3個1和3個0不同組合情況：111、110、100、000、101、100、001、011）,4根就是16個,也就是說,當有n根地址線時,可以對2的n次方個存儲單元進行尋址。 一根線是怎么連接到兩個存儲單元的？好像不同於一根電話線吧，他有兩個線芯或才網線，有八個小線（線芯）?

四、什么是存儲單元？
   存儲單元一般應具有存儲數據和讀寫數據的功能，一般以8位二進制作為一個存儲單元，也就是一個字節。每個單元有一個地址，是一個整數編碼，可以表示為二進制整數。
程序中的變量和主存儲器的存儲單元相對應。變量的名字對應着存儲單元的地址，變量內容對應着單元所存儲的數據。
五、為什么計算機采用二進制？

（1）技術實現簡單，計算機是由邏輯電路組成，邏輯電路通常只有兩個狀態，開關的接通與斷開，這兩種狀態正好可以用“1”和“0”表示。 （2）簡化運算規則：兩個二進制數和、積運算組合各有三種，運算規則簡單，有利於簡化計算機內部結構，提高運算速度。 （3）適合邏輯運算：邏輯代數是邏輯運算的理論依據，二進制只有兩個數碼，正好與邏輯代數中的“真”和“假”相吻合。 （4）易於進行轉換，二進制與十進制數易於互相轉換。 （5）用二進制表示數據具有抗干擾能力強，可靠性高等優點。因為每位數據只有高低兩個狀態，當受到一定程度的干擾時，仍能可靠地分辨出它是高還是低。