（這個學期做助教，說來好慚愧啊，雖然我也是考研進來的，但是就在兩年前復習的資料居然全部都忘光了。對大二的孩子們提問的問題多半都解決不了！！！越來越覺得自己的學習方法有問題了，總是想着一些知識能夠根據自己多看幾遍印象就深刻了，或者說每次記憶知識時總是想下次再記在腦海里吧！這樣導致很多東西必須看資料才能想起來：啊原來是這樣的，我看過啊，我知道的啊！這樣的陋習一定要趕緊改正了，每次學習一個新的知識，都要記在腦海里，深刻地理解一下！！！）
1. CPU位數：一個時鍾周期內處理器處理的二進制位數。
CPU位數 = CPU中寄存器的位數 = CPU一次並行處理的數據寬度
CPU為了實現其功能一般設計了指令集，即是CPU的全部指令，這就是機器語言。計算機的所有功能都是基於CPU的指令集。
如Intel 8086 CPU 是16位，其指令集也是16位。如Intel 80386DX CPU 是32位，其指令集也是32位，但它也保持原16位指令集，這是為了向上兼容。
2. 操作系統位數
操作系統位數 = 其所依賴的指令集位數 <= CPU位數
操作系統位數對CPU位數有向上兼容，如32位CPU上運行16操作系統，64位CPU上運行32位操作系統等情況。
3. 內存容量與操作系統位數的關系。（有種說法是：32位操作系統最大只能支持4G內存）
在使用計算機時，其支持的最大內存是由操作系統和硬件兩方面決定的。
在早期的PC機中，采用的是三總線結構：數據總線，地址總線和控制總線。分別來實現不同的功能：數據總線用來傳輸數據，地址總線用來傳輸地址，控制總線用來傳輸一些控制信號。但在現在的PC機中，一般使用了總線復用功能。如在PCI總線中，地址總線和數據總線總是分時復用的（也就是說假如PCI總線有32為數據總線，這32位數據總線在某個時刻傳輸數據，在下一個時刻卻用來充當地址總線的作用）。
回顧了關於總線的一點知識后，先來說硬件方面對內存容量的控制作用。
在計算機中地址總線的數目決定了CPU的尋址范圍，這種由地址總線對應的地址稱為 物理地址。
先說一下硬件方面的因素，在上面已經提到了地址總線，在計算機中 CPU的地址總線數目 決定了CPU 的尋址范圍，這種由地址總線對應的地址稱作為物理地址。假如CPU有32根地址總線（一般情況下32位的CPU的地址總線是32位，也有部分32位的CPU地址總線是36位的，比如用做服務器的CPU），那么提供的可尋址物理地址范圍 為 232=4GB（在這里要注意一點，我們平常所說的32位CPU和64位CPU指的是CPU一次能夠處理的數據寬度，即位寬，不是地址總線的數目）。自從64位CPU出現之后，一次便能夠處理64位的數據了，其地址總線一般采用的是36位或者40位（即CPU能夠尋址的物理地址空間為64GB或者1T）。CPU訪問任何存儲單元必須知道其物理地址。
再說說物理地址，線性地址，邏輯地址的關系：
1） 物理地址（Physical Address）： 剛剛講過了，由CPU地址總線的位數決定。
2） 線性地址（Linear Address）： 如果沒有開啟分頁機制，線性地址就等於物理地址。如果開啟了分頁機制，線性地址到物理地址需要經過二級地址轉換。線性地址可以很大，但最終要運行在物理地址上，而缺頁機制和進程掛起等，就是為了讓遠比物理內存大的程序，運行在如此小的物理內存中。在網上看到一個例子，生動又形象：好比公交車上讓座，假設座位是內存，其他站立空間是硬盤，剛上車的時候你很高興，你和你女朋友（進程A，B）都有座位（進入內存）,如果此時，有個孕婦上車了，售票員大姐（操作系統）發現了，"孕婦優先"，於是開始問"誰給孕婦讓個座啊"（進程調度），不過很不幸，這個系統是非搶占式的，孕婦（進程S）只好等待，作為一個有理想有道德的程序猿（優先級低），當仁不讓，自己站了起來了（進程掛起），操作系統一看，有個家伙把座椅（內存）釋放出來了，於是排隊等候的孕婦就坐到了你原來的位置，你切換到公交地板上（硬盤）。車到某站，孕婦下車了，於是你重新坐上座位（內存占有），在公家車的整個運營過程中，座位（內存）是有限的，而人不不斷上下，所以人上來首先站在車廂內，然后根據各種成文的，不成文的規矩，占有或者釋放內存（座位）。座位是有限的，而人相對來說是無限的，怎么利用有限的資源，服務更多的進程，這或許是操作系統應該考慮的。
3） 邏輯地址（Logical Address）： 指分段機制提供的地址，由段部分和一個便宜部分構成。段機制是虛擬地址到線性地址的基礎。線性地址 = 段基址 + 偏移地址。例如，你在進行C語言指針編程中，可以讀取指針變量本身值(&操作)，實際上這個值就是邏輯地址，它是相對於你當前進程數據段的地址，不和絕對物理地址相干。應用程序員僅需與邏輯地址打交道，而分段和分頁機制對您來說是完全透明的，僅由系統編程人員涉及。應用程序員雖然自己可以直接操作內存，那也只能在操作系統給你分配的內存段操作。
這三種地址關系為，邏輯地址經過段式映射（Segmentation Translation）到線性地址。線性地址經過頁面映射（Page Translation）后，得到物理地址。
言歸正傳，再說說操作系統對內存容量的控制作用。
在上面中有提到，用戶使用計算機時，直接操縱的只能是邏輯地址，要經過操作系統的轉換后才能變換為物理地址。如對於32位的操作系統而言，其邏輯地址編碼采用的地址位數是32位，那么操作系統所提供的邏輯地址尋址范圍為：232 = 22 * 230 = 4GB（所以在32位CPU和32位的操作系統中，最大支持的內存為4G）。但是理論上是4G的內存，在我們真正使用時並不到4G，大約只有3.2G左右。這是因為在intel x86架構下，采用的是內存映射技術(Memory-Mapped I/O, MMIO)，也就說將4GB邏輯地址中一部分要划分出來與BIOS ROM、CPU寄存器、I/O設備這些部件的物理地址進行映射，那么邏輯地址中能夠與內存條的物理地址進行映射的空間肯定沒有4GB了。
參考文獻：
【1】http://blog.csdn.net/ray_zhang_3/article/details/5447140
【2】 http://www.cnblogs.com/dolphin0520/archive/2013/05/31/3110555.html
【3】http://bbs.51cto.com/thread-1089741-1.html
【4】http://blog.csdn.net/macrossdzh/article/details/5954763
【5】http://laoxu.blog.51cto.com/4120547/1166661
【6】http://ilinuxkernel.com/?p=414
【7】http://blog.csdn.net/linpeng12358/article/details/41450805