نظام تشغيل معالج 32 بت x64: القيود وما يعنيه ذلك

لا يعد امتلاك نظام تشغيل 32 بت ومعالج x64 بصراحة الشيء الأكثر شيوعًا اليوم ، على الرغم من أنه قد يكون هناك مستخدمون لا يفهمون جيدًا الآثار المترتبة على بنية وحدة المعالجة المركزية وتلك الخاصة بنظام التشغيل. هذا هو السبب في أننا سنجعل هذه المقالة ، حيث سيكون كل شيء أكثر وضوحًا قليلاً.

فهرس المحتويات

وليس هناك فقط معالجات وأنظمة تشغيل 32 و 64 بت ، ولكن أيضًا تطبيقات. في الواقع ، إذا نظرنا إلى المجلدات الرئيسية للنظام سنرى أن هناك مجلد ملفات البرامج وملفات البرنامج (x86). ماذا يعني هذا؟ حسنًا ، سنرى كل شيء هنا.

ما هي معمارية x86

لنبدأ بالنظر في أساسيات بنية x86 وما تأثيرها على المعالجات.

كما نعلم جميعًا ، فإن المعالج هو عنصر في جهاز كمبيوتر يتكون من عدد لا يحصى من الدوائر المتكاملة والبوابات المنطقية. كل هذا الإطار يشكل ما يصبح وحدة المعالجة المركزية ، حيث يتم إجراء الملايين والحسابات في كل ثانية تسمح بتشكيل التعليمات والبرامج المثبتة على القرص الصلب لجهاز الكمبيوتر الخاص بنا. وبالتالي فإن المعالج هو العنصر الذي يعطي الذكاء لفريقنا ، وهو المسؤول عن جعل أفعالنا منطقية.

تعتمد بنية x86 بشكل أساسي على الطريقة التي يتم بها بناء المعالجات داخليًا على المستوى الأساسي - أي الطريقة التي تتواصل بها العناصر الداخلية التي يتكون منها المعالج. هذه العناصر هي السجلات ، وحدة المنطق الحسابي ، عداد البرامج ، إلخ.

الشيء المهم ، والذي يجب أن تأخذ في الاعتبار ، هو أن معالج x86 لا يعني أنه 32 أو 64 بت على الإطلاق ، هذا المفهوم هو شيء مختلف عن البنية المادية للمعالج. في الواقع ، كان المعالج الأول الذي تم بناؤه باستخدام بنية x86 هو Intel 8086 ، والذي كان وحدة معالجة مركزية 16 بت.

معالج CISC و RISC

للتوسع قليلاً ، يجدر معرفة ما هو المعالج الذي يعمل مع تعليمات CISC و RISC ، حيث أن له علاقة كبيرة ببنية x86.

معالج CISC

يستخدم معالج CISC بدقة بنية x86 ، ويعني الكمبيوتر المركب مجموعة التعليمات. إنه نموذج معالج قادر على العمل مع مجموعة واسعة جدًا من الإرشادات ، وبالتالي القدرة على تنفيذ عمليات معقدة بين تلك التي تعمل في ذاكرة الوصول العشوائي والسجلات الداخلية. وحدات المعالجة المركزية هذه هي تلك التي صنعتها Intel و AMD دائمًا.

تهدف هذه البنية إلى أجهزة الكمبيوتر التي تعمل مع أنظمة التشغيل المستندة إلى سطح المكتب والتي تعمل بشكل أساسي مع الرسومات ، حيث أن تعقيد الإرشادات فيها أكبر ويتم الحصول على أداء أفضل. لكن لديهم مشكلة ، وهذا هو أن وجود مثل هذه التعليمات المعقدة يجعل من الصعب القيام بعمليات موازية ، مع العديد من النوى. ولهذا السبب ، فإن المعالجات الحالية قادرة أيضًا على ترجمة تعليمات CISC إلى RISC. تتمثل مزايا هذه البنية في أنها أفضل في تجميع التعليمات البرمجية وضغطها ، مما يجعل التصحيح أسهل ويسهل تشغيل البرامج.

معالج RISC

على النقيض من ذلك ، يقدم المعالج ذو بنية RISC ، كمبيوتر مجموعة التعليمات المخففة ، مجموعة أصغر بكثير من الإرشادات ويسهل تنفيذه. يتم توجيه هذه المعالجات لتنفيذ العديد من التعليمات بالتوازي والمجزأة وبالتالي تقليل عدد مرات الوصول إلى ذاكرة النظام.

تم بناء وحدة المعالجة المركزية هذه بواسطة PowerPC على سبيل المثال لأنظمة وخوادم Unix الأولى. ينفذون التعليمات بشكل أسرع ويسمحون بذاكرة تخزين مؤقت أكبر. بالإضافة إلى ذلك ، يكون ترميز التعليمات أسرع ، حيث أن النظام بأكمله أبسط وأكثر اتساقًا من حيث تنوع الإرشادات ، ولكن الحقيقة هي أنه في مهام البرمجة ، فإن بنية RISC أكثر تعقيدًا بكثير ، مما يتطلب من الممارس استخدام المجمع ككود مصدر.

ما هي وحدة المعالجة المركزية 32 أو 64 بت

قبل أن ننتقل بعيدًا عن الموضوع الرئيسي حول المعالجات ، دعنا نعود ونرى بالتأكيد الاختلافات بين المعالجين. بالإضافة إلى ذلك ، نحن نعلم بالفعل أن x86 لا علاقة له ب 32 أو 64 بت ، في الواقع ، المعالجات التي هي 64 بت تسمى x86_64 ، لأنها بنية x86 ولكنها تعمل بعرض 64 كلمة. بت. أوه الآن سنرى.

كونك معالج 32 أو 64 بت يكمن في طول تخزين البيانات والتعليمات ومعالجتها في المعالج. وغني عن القول أن وحدة المعالجة المركزية لا تفهم إلا الإشارات الكهربائية 1/0 الحالية / غير الحالية إذا جاز التعبير ، وكل من هذه الأرقام تسمى البتات ، التي لها حالتان فقط ، هذه البتات تتحد معًا لتشكيل الكلمات وبالتالي زيادة تنوع تعليمات بفضل تركيبات متعددة بت.

في معالج 32 بت ، توجد كلمات تجمع بين 32 أصفار وأخرى بينما في 64 بت ، لأن هذه الكلمات هي ضعف حجمها ، لذلك ، لنقل ، ضعف المعلومات الموجودة فيها. وهذا يعني أن سعة معالج 64 بت يتم ضربها في اثنتين ، من خلال القدرة على القيام بمزيد من المهام في وقت أقل ، ولكن لها أيضًا آثار مهمة أخرى من حيث سعة الذاكرة ومعالجة التعليمات.

قيود نظام التشغيل 32 بت x64 المعالج

توجد اختلافات مادية ومنطقية عند استخدام معالج 32 أو 64 بت. وهذه تؤثر بشكل مباشر على نظام التشغيل أيضًا. دعونا نرى ما هي ولماذا لا يوصى باستخدام بنى مختلفة.

قيود ذاكرة RAM

يكمن الاختلاف الأول في إدارة ذاكرة الوصول العشوائي وكذلك الذاكرة الافتراضية. إذا كان لدينا وحدة معالجة مركزية 32 بت ، فستتمكن فقط من قراءة 2 ³² مجموعة من الأرقام ، أي 4،294،967،296 خلية من الذاكرة ، أو ما كان 4 غيغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي. وفي الوقت نفسه ، ستكون وحدة المعالجة المركزية 64 بت نظريًا قادرة على قراءة 2 بيانات ⁶⁴ خلية ، حوالي 16 مليون تيرابايت (16 إكسابايت)

ماذا يعني هذا عند تثبيت نظام تشغيل 32 أو 64 بت؟ أنظمة التشغيل الحالية والأجهزة المتاحة غير قادرة على الوصول إلى هذه الأرقام بسبب الحدود المادية. علاوة على ذلك ، فإن Windows 10 Pro قادر على معالجة 512 غيغابايت فقط من ذاكرة الوصول العشوائي. على ما يبدو ، لن نواجه مشاكل ، لأن اللوحات الأم الحالية للكمبيوتر الشخصي تدعم حوالي 128 جيجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي.

على أي حال ، فإن جهاز كمبيوتر يتكون من وحدة معالجة مركزية ونظام تشغيل 32 بت يدعم فقط 4 غيغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي ، وهذا يؤثر علينا مباشرة ، لأنه في الوقت الحاضر لا يمكننا عمليا البقاء مع هذه الكمية الصغيرة من ذاكرة الوصول العشوائي على جهاز الكمبيوتر الخاص بنا. ويمكننا رؤية ذلك على الفور من خلال إنشاء جهاز افتراضي مع وحدة معالجة مركزية 64 بت ونظام 32 بت ، إشعار.

في الخصائص ، يتم إعلامنا بأن لدينا 3.5 غيغابايت من ذاكرة الوصول العشوائي (500 ميغابايت لوحدة معالجة الرسومات). ولكن إذا نظرنا إلى الالتقاط الآخر ، فقد خصصنا الجهاز الظاهري 6 غيغابايت ، أي أن هناك 2 غيغابايت لم يتم استخدامها حتى ، لأن عرض الكلمة 32 غير قادر على معالجة أكثر من 4،294،967،296 خلية من الذاكرة.

على أي حال ، فإن هذه الحدود لأنظمة 64 بت هي أكثر شمولاً ، فقد رأينا بالفعل 512 جيجابايت لنظام التشغيل Windows 10 Pro ، ولكن في الأنظمة الموجهة للخادم فهي أكثر توسعة ، يدعم Windows Server 2016 على سبيل المثال ما يصل إلى 24 تيرابايت من ذاكرة الوصول العشوائي ، وفي لينكس ، يحدث نفس الشيء بالضبط ، على الرغم من أن أنظمة سطح المكتب والخوادم تدعم العديد من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ، إلا أنها ميزة كونها برامج مجانية.

الذاكرة الافتراضية للتطبيقات

هناك أيضًا قيود على تخصيص الذاكرة الافتراضية لكل عملية. كن حذرا ، نحن لا نتحدث عن الذاكرة الافتراضية للنظام ، تلك التي نخصصها على القرص الصلب في حالة عدم وجود ذاكرة الوصول العشوائي ، ولكن ذاكرة الوصول العشوائي التي يتم تعيينها تلقائيًا من قبل التطبيقات التي تستهلك العديد من الموارد. ومن الأمثلة على ذلك تطبيقات مثل Photoshop أو برامج BIM أو CAD حيث يلزم قدر كبير من الذاكرة لتخزين القوام والعمليات في الخلفية.

على وجه التحديد ، يمكن لنظام التشغيل 32 بت تخصيص 2 غيغابايت فقط من الذاكرة الافتراضية لكل برنامج ، في حين أن نظام 64 بت قادر نظريًا على تخصيص ما يصل إلى 8 تيرابايت.

توافق التطبيق

ولكن الأمر لا يتعلق فقط بمعالجة ذاكرة RAM ، فهناك أيضًا قيود واضحة فيما يتعلق بدعم التطبيق لنظام التشغيل. أول شيء يمكننا القيام به لملاحظة أنه يذهب إلى القرص الصلب المحلي في نظام تشغيل 64 بت و 32 آخر.

إذا نظرت إلى ملف 32 بت ، فهناك مجلد واحد فقط لملفات البرنامج ، بينما يحتوي ملف 64 بت على مجلدين ، وفي أحدهما وضع x86. يجب أن يضع 32 حقًا ، والحالة هي أن نظام 32 بت لا يدعم تطبيقات 64 بت ، بينما نظام 64 بت ، نعم يمكننا تثبيت تطبيقات 32 و 64 بت.

لقد قدمنا ​​المثال باستخدام الضاغط 7-Zip ، ونقوم بتنزيل إصدار x64 لنظام التشغيل Windows 8 من 32 الذي قمنا بتثبيته. نرى أنه يشير على الفور إلى أن هذا التطبيق غير معتمد. وستقول أن وحدة المعالجة المركزية نفسها 64 بت ، لماذا لا تعمل؟ حسنًا ، نظرًا لأن نظام التشغيل في المقام الأول هو الذي يقوم بفك شفرة التعليمات التي سيرسلها إلى وحدة المعالجة المركزية ، وإذا كان 32 ، فلن يتمكن من العمل في 64.

هل يمكنني تثبيت نظام تشغيل 64 بت على جهاز 32 بت؟

حسنًا ، من الواضح أنه لا ، عليك فقط إجراء الاختبار عن طريق تنزيل Windows ISO ومحاولة تشغيله على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. هذا غير ممكن وتظهر على الفور شاشة توضح لك بالتفصيل.

وبالطبع ، يمكن تثبيت نظام 32 بت على جهاز كمبيوتر 64 بت.

كيفية معرفة ما إذا كان لدي وحدة معالجة مركزية أو نظام تشغيل 64 بت

الآن ربما تعرف بالفعل كيفية النظر إلى هذا ، وذلك بفضل لقطات الشاشة التي رأيناها طوال المقالة ، ولكن إذا كنت تريد معرفة المزيد من المعلومات حول كيفية التحقق من ذلك في كل من Windows و Linux ، فإننا ندعوك للقيام بذلك باستخدام هذا المقالة.

على أي حال ، ليس من الضروري النظر إليه أيضًا ، لأنه ، على سبيل المثال ، إذا كان لدينا جهاز كمبيوتر منذ حوالي عشر سنوات ، فسوف نكون على يقين بنسبة 100٪ أنه سيكون 64 بت. اليوم ، تحتوي جميع أجهزة سطح المكتب تقريبًا على أجهزة 64 بت في الداخل ، ولا نجد سوى وحدات معالجة مركزية 32 بت للأجهزة الأساسية مثل وحدات التحكم الدقيقة القابلة للبرمجة ، أو الأجهزة القابلة للارتداء مثل أساور المعصم أو الساعات الذكية ، وأجهزة الماوس ولوحات المفاتيح ، أو NAS العرضية أو DAS الأساسية.

الخلاصة والتوصيات حول نظام تشغيل معالج 32 بت x64

حسنًا ، توصيتنا بالطبع هي التأكد من أن معداتنا 64 بت وتثبيت نظام تشغيل وتطبيقات 64 بت دائمًا. هذا أمر أساسي لتكون قادرًا على الاستفادة من كل قوة فريقنا ، وعدم الاحتفاظ به فقط نصف أو أقل من إمكانياته.

الآن نتركك مع بعض البرامج التعليمية والأدلة المثيرة للاهتمام في حال كنت تريد إلقاء نظرة عليها.

حسنًا ، هنا تأتي مقالتنا الصغيرة التي توضح قيود نظام التشغيل 32 بت على معالج x64. إذا كان لديك أي أسئلة ، أو تريد إضافة شيء مفقود ، فاترك لنا تعليقًا أدناه.