Memory 为什么32位操作系统支持4GB内存？

只需阅读a中的一些注释，上面写着：

程序将内存视为一个数组 从地址0到2^32-1（0到 4GB-1）

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为什么是4 GB？

因为32位最多可以代表232个数字− 1=4294967295=4吉布− 1，因此最多可寻址232个单独字节，即4 GiB

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不过，有一些方法可以避免这种情况。例如，即使使用32位操作系统也可以支持更多内存。不过，从历史上看，这在服务器上最常用。此外，非服务器Windows SKU也不支持它。不过，考虑到64位CPU、操作系统和驱动程序支持已经司空见惯，到目前为止，所有这些都没有意义。

4 GB=2^32字节

2 ^ 32 = 4 * 1024 * 1024 * 1024

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以字节为单位，这是4GB的定义。换句话说，作为内存指针的32位寄存器可以寻址4GB内存，但不能超过4GB。因为内存的每个字节都必须有一个地址。在32位操作系统中，地址的长度为32位；因此，有2^32个可能的地址，这意味着有2^32个字节=4 GB。

因为是一个字中可以存储的不同内存地址（以字节为单位）的数量

但事实上，这并不总是正确的（在大多数情况下并非如此），操作系统可以处理更多的物理内存（使用PAE），应用程序可以使用少于4GB的虚拟内存（因为部分虚拟内存映射到操作系统，例如Linux中为1GB，Windows中为2GB）

另一种不适用的情况是，如果内存是用字而不是字节寻址的，那么可寻址的总内存将是16GB，例如。

4GB=2^32字节。

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但请记住，它的最大4gb由32位操作系统分配。实际上，操作系统在分配VRAM后会看到更少的内存。

每个人都说2^32=4GiB，这是正确的。以防万一，我们是如何做到这一点的：

32位机器使用32位来寻址内存。每个位的值为0或1。如果有1位，则有两个可能的地址：0或1。 两位系统（撇开双关语不谈）有四个可能的地址：00=0、01=1、10=2、11=3。2^2=4. 三个位有8个可能的地址：000=0、001=1、010=2、011=3、100=4、101=5、110=6和111=7

每一位都会使潜在地址空间加倍，这就是为什么2^n会告诉您给定位数使用多少地址。2^1=2，2^2=2*2=4，2^3=2*2*2=8，等等

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当你达到32位时，你已经是4GiB了。

实际上，它并不像2^32=4294967296字节那么简单。您可以看到，在x86保护模式下，启用了分页（即使用任何现代操作系统时得到的），您不会直接寻址内存位置，即使分页转换机制对客户端应用程序是透明的

使用4K页时，逻辑32位内存地址的：

• 位22-31表示页面目录
• 位12-21表示页表
• 位11-0表示4096字节页中的偏移量

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如您所见，您有2^10（1024）个页面目录，在每个页面目录中，您有2^10个页面表，每个页面的长度为2^12（4096）字节，因此2^32=4294967296字节。内存总线的宽度方便地与CPU的字长相同，但根本不需要这样。事实上，更现代的x86 CPU支持PAE，即使在32位模式下也能寻址超过4GB（或GiB）。

主要原因是32位操作系统选择仅支持2^32-1个地址

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如果CPU在FSB上有超过32条地址线，那么32位操作系统可以选择使用分页机制访问超过4GiB的地址线。（例如，在PAE支持的Intel/AMD芯片上的Windows 2000 Advanced Server/Data Center版本）

如其他用户之前所述，32位Windows操作系统使用32位字存储内存地址

实际上，现在大多数32位芯片都使用36位寻址，使用Intel的物理地址扩展（PAE）模型。一些操作系统直接支持这一点（例如Linux）

正如Raymond Chen指出的，在Windows中。甚至PAE

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因此，64位芯片不支持整个64位内存空间。我相信它们目前仅限于42位空间。。。PAE使用的36位空间，加上顶部的8位地址，

如果您有一个4位系统，这意味着每个字节的地址是4个二进制数字，所有地址的概率将从

0000

到

1111

，即

2^4=16

（2，因为存在0或1），如果您有16个不同的addr，使用四位可以创建

16

不同的0和1值。每个表示一个

字节

，那么您最多可以有

16个字节

4位系统将如下所示：

对于32位系统，最大值为

2^32=4294967292字节

32位s可以表示数字

0..2^32

=

0..4294967296

32位s最多可寻址2^32Bytes（假设字节大小块）

2^32Bytes是最大大小

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2^32B=4194304KiB=4194MiB=4GiB一个具有32位寄存器的CPU将需要操作系统以32位的块计算所有内容。这是操作系统必须符合的硬件要求。类似地，具有64位寄存器的CPU将需要一个操作系统，以64位为单位从RAM读取和写入数据。（每次从内存中读取数据时，都需要将其读入其中一个寄存器中—可以是32位、64位或16位，等等）

32位寄存器可以存储2^32个不同的RAM地址。 每个RAM地址对应于现代RAM中的一个字节（8位）。（4 GB参数仅适用于每个字节都有地址的RAM。）

=>2^32=4294967296‬ 地址，→ 这相当于4294967