32位程序與64位程序

 

我們有時候會遇到這樣一種情況：我們在32位操作系統上下載了64位版本的程序，卻發現無法安裝，大家可能會很困惑。

下面就來簡單解釋一下32位程序與64位程序的具體區別。

 

我們首先要弄明白的:

1.這里所說的的32位與64位程序，是指經過編譯后的可執行文件，例如像Windows上的exe文件，而最初編寫的源碼並沒有32位和64位之說。

2.不是所有的程序需要區分32位和64位，對於原生語言例如C語言編寫的程序需要區分64位與32位，但是對於像Java這樣的語言，就不需要這樣了，因為Java編寫的程序是在JVM(Java虛擬機）上運行的，JVM屏蔽了具體的硬件細節。

3.32位與64位的程序的本質區別在於：兩者最終在處理器上運行的指令是不一樣的。

 

由於兩者本質的區別在於處理器執行指令是不一樣的，因此我們從CPU開始說起。

1.64位CPU與32位CPU

這兩者的指令集合、操作數位數、寄存器名稱和個數等等都不相同。

一、比如一條mov eax，1指令，可能在32bCPU上對應的機器指令是0x1201；在64位機器上就是0x123401。

二、64位CPU里的寄存器是64位的，這樣CPU每次處理的數據量也就更大，32位CPU寄存器是32位的。

三、64位CPU里的寄存器數量也多於32位CPU。

四、32位CPU的地址總線不一定是32位的，還有可能是48位的，同樣64位的CPU地址總線也不一定是64位，往往都是48位。

五、現在對於主流的處理器，64位的CPU是能夠兼容32位指令架構的！！！！！！

 

從上面可以看到64位CPU的運算能力理論上比32位CPU強很多。

現在32位的CPU一般是X86架構的，從80386開始就是32位的CPU，也對應他的32位指令集。

后來發展出64位CPU，從X86擴展出64位的指令集，一般我們就叫做X64，也叫AMD64架構，因為最早是AMD推出64位CPU的。

 

 

2.32位的操作系統與64位的操作系統

32位的操作系統是專門為32位CPU設計的，同樣64位的操作系統是為64位的CPU設計的。

前面也說了，64位的CPU能夠兼容32位指令架構，因此在64位CPU上也可以安裝32位操作系統。

 

32位的win7可以支持4G的邏輯地址空間，但其中用戶能夠分到的只有大約是3G多，還有一部分是分給系統內核了， 64位的win系統，理論上尋址范圍能夠達到2⁶⁴。在這里多說一句，操作系統負責邏輯地址到物理地址的映射，因此32位的操作系統只能利用最大4G的物理內存，注意點大家需要注意。

 

 

3.32位應用程序與64位的應用程序

32位的程序就是將源碼用32位的編譯器編譯的，64位的程序就是將源碼用64位的編譯器編譯的。

 

應用程序只接觸邏輯地址，並不接觸真實的物理地址。

32位的程序理論上可以申請利用4GB的地址空間，64位的程序則可以申請利用大於4GB 的地址空間，這也是64位程序的一個巨大優勢。

 

我們知道應用程序的運行是需要操作系統作為支撐的，這些程序在運行時常常需要進行一些系統調用，還有各種庫函數等。

這些可執行文件能否順利運行有着兩個最重要的地方。

1）動態鏈接庫。
2）系統API。

 

對於Windows系統而言，64位的系統往往具有32位系統的庫，因此在64位系統上能夠運行32位的程序，但是反過來就不行了，因為32位系統一般沒有64位系統的庫。

 

32位升級到64位不是簡單的重新編譯發布一下就可以了。舉個例子，在32位C語言環境里一個指針可以放入一個int型的變量中，但在64位里就不行了了，因為64位程序里的指針為64位，這樣的話程序肯定就爆了，因此對於某些程序如果想要升級到64位，則需要修改源碼，這個工作是相當繁瑣的。

 

總結：

1.32位CPU只能安裝32位的操作系統，而32位操作系統只能運行32位的程序。

2.64位CPU可以運行32位或者64位的操作系統，64位操作系統可以運行32位或64位程序。

3.64位版本的程序占用的內存空間更大，因為它的指針是64位的，但同時它又可以申請更多的邏輯地址空間。

4.大家可能會疑問，第一個64位的程序是怎么來的，因為那個時候還沒有64位的編譯器，其實很簡單，32位的編譯器也可以編譯出64位的程序 ，當然這個問題就沒有必要深究了。