windows系统理论的简单介绍

win764位和32位操作系统分别最高支持几G的内存？

32位系统理论最大只能用4G，实际最大识别只有3个多G。64位理论最大支持256G内存。

32位系统与64位系统的区别

第一，设计初衷不同。

64位操作系统的设计初衷是：满足机械设计和分析、三维动画、视频编辑和创作，以及科学计算和高性能计算应用程序等领域中需要大量内存和浮点性能的客户需求。换句简明的话说就是：它们是高科技人员使用本行业特殊软件的运行平台。而32位操作系统是为普通用户设计的。

第二，要求配置不同。

64位操作系统只能安装在64位电脑上（CPU必须是64位的）。同时需要安装64位常用软件以发挥64位（x64）的最佳性能。32位操作系统则可以安装在32位（32位CPU）或64位（64位CPU）电脑上。当然，32位操作系统安装在64位电脑上，其硬件恰似“大牛拉小车”：64位效能就会大打折扣。

第三，运算速度不同。

64位CPUGPRs（General-PurposeRegisters，通用寄存器）的数据宽度为64位，64位指令集可以运行64位数据指令，也就是说处理器一次可提取64位数据(只要两个指令，一次提取8个字节的数据)，比32位（需要四个指令，一次提取4个字节的数据）提高了一倍，理论上性能会相应提升1倍。

第四，寻址能力不同。

64位处理器的优势还体现在系统对内存的控制上。由于地址使用的是特殊的整数，因此一个ALU（算术逻辑运算器）和寄存器可以处理更大的整数，也就是更大的地址。比如，Windows Vistax64Edition支持多达128GB的内存和多达16TB的虚拟内存，而32位CPU和操作系统最大只可支持4G内存。

第五，软件普及不同。

64位常用软件比32位常用软件，要少得多的多。道理很简单：使用64位操作系统的用户相对较少。因此，软件开发商必须考虑“投入产出比”，将有限资金投入到更多使用群体的软件之中。这也是为什么64位软件价格相对昂贵的重要原因（将成本摊入较少的发售之中）。

总而言之，Microsoft Windows64位操作系统，必须“上”靠64位主机硬件的支撑，“下”靠64位常用软件的协助，才能将64位的优势发挥到极致，“三位一体”缺一不可(道理很简单：操作系统只是承上启下的运行平台)。至于64位电脑可以安装32位操作系统，64位操作系统可以安装32位软件，那是设计上的“向下兼容”，不是64位设计初衷的本来含义。

相关问答

Q1: WINDOWS操作系统 是什么？

视窗操作系统（英语：Windows）是微软公司1985年提出的DOS之下的操作系统。其后续版本作为为个人电脑和服务器用户设计的操作系统，最终获得了世界个人电脑操作系统软件的垄断地位。视窗操作系统及其后续版本可以在几种不同类型的平台上运行，如个人电脑、服务器和嵌入式系统等等。其中Windows在个人电脑的领域应用内最为普遍。在1985年11月，因为应对当时由Macintosh带起的图形用户界面潮流[1]，微软公司随即引入了一种名为“Windows”的操作环境。最初“Windows”只是一种在MS-DOS运行的附加组件，如今Windows已经发展成一个独立的操作系统，更几乎垄断了整个个人电脑操作系统市场。在2004年，国际数据公司中一次有关未来发展趋势的会议上，副董事长Avneesh Saxena宣布Windows拥有终端操作系统大约90％的市场份额[2]。当前，最新的个人电脑版本Windows是Windows 7，最新的服务器版本Windows是Windows Server 2008 R2。

Windows的发展史

Windows起源可以追溯到多年前Xerox公司所进行的研发工作。1970年，美国Xerox公司成立了著名的研究机构Palo Alto Research Center（PARC），主要从事局域网络、激光打印机、图形用户界面和面向对象技术的研究。Xerox于1981年宣布推出世界上第一个商用的图形用户界面系统Star 8010工作站。但由于种种原因，此技术上并未得到大众的重视，也没有协助商业化的应用。

这时苹果计算机公司的创始人之一Steve Jobs在参观Xerox公司的PARC研究中心后认识到图形用户界面的重要性以及广阔的市场前景，便开始着手进行自己的图形用户界面系统研发工作。之后在1983年研发出第一个图形用户界面系统Lisa。不久，Apple又推出第二个图形用户界面系统Macintosh（即现时称的“麦金塔计算机”、“苹果计算机”、“Mac机”），成为世界上第一个成功的商用图形用户界面系统。Apple公司在开发Macintosh时基于市场战略上的考虑，故意只开发了能于Apple公司自己的计算机上作运作的图形用户界面系统，但当时因为Intel x86 微处理器芯片的IBM兼容计算机已渐露头角，因此就给了Microsoft公司所开发的Windows生存空间和市场。

Microsoft公司亦已经意识到创建业界标准的重要性，所以在1983年春季就宣布开始研究开发Windows，希望它能够成为基于Intel x86微处理芯片计算机上的标准图形用户界面操作系统。它在1985年和1987年分别推出Windows 1.0版和Windows 2.0版。但是当时硬件和DOS操作系统的限制，这两个版本并没有取得很大的成功。此后，Microsoft对Windows的RAM管理、图形用户界面做了重大改进，使图形用户界面更加美观并支持虚拟内存功能，此一突破性的由来是亚历桑那大学物理教授Murray Sargent 1989年去微软做暑期研究，发现当时窗口操作系统不能处理大量记忆和同时处理多项程序，这问题可由他发明的一种程序来解决，他帮微软解决这重大问题后仍回学校教书，后来才加入微软成为微软员工（忧郁巨人IBM，第235页）。Microsoft于1990年5月份推出Windows 3.0并一炮而红。这个“千呼万唤始出来”的操作系统一面世便在商业上取得惊人的成功；不到推出后的六个星期，Microsoft已经卖出50万份Windows 3.0，打破了任何软件产品的六周内销售记录，从而开始了Microsoft 在操作系统上的垄断地位。但在1994年时被Apple公司控告侵权，展开了著名的“Look and Feel”诉讼官司。

自Windows 95和Windows NT 4.0以来，这个系统最明显的特征是“桌面”。微软设计的桌面大大增进了人机交流的界面，使得更多简单的工作只需要少许的计算机知识就可以胜任了。但是Windows界面也使得用户和计算器的内部运作产生隔膜，令用户控制或设置计算机内部的选项感到更大的困难（这也是由于现代操作系统功能和复杂性不断增长、以及有大量低水平的计算机人员的增长所带来的困难）。

Windows获得了巨大的市场成功。估计现在有90%的个人计算机使用这个系统。但从另一方面看，用户是很难选择其它的操作系统，因为现时许多计算机已经内置Windows系统，而他们必须移除Windows之后才可以安装其他系统，况且市面上的很多流行软件及硬件厂商的驱动程序都是为Windows而编写的，如果用户安装其他操作系统便必须面临辛苦的适应新操作系统，并为新系统寻找驱动及第三方软件的尴尬，为此将抛弃他们可能获得的技术支持和常年累积的使用习惯。毕竟一款没有多数驱动软件和应用软件支持的操作系统很难普及。因此，它的市场占有率或保持市场主导位置的活动都是极富争议性的。不过目前一部分Linux系统选择试图兼容Windows的软件并因此开发了相应的技术，更甚至有组织试图用C语言编写一个与Windows XP完全兼容的非Windows系统，但是这些技术对于普通用户还是有太高的难度。

第7代操作系统Windows 7

现时Windows 7和Windows Server 2008 R2是现在最新的Windows版本。Windows Server 2008 R2中包含四个版本：Windows Server 2008 R2 Web服务器版本（Web Edition）、Windows Server 2008 R2标准版（Standard Edition）、Windows Server 2008 R2企业版（Enterprise Edition）以及Windows Server 2008 R2数据中心版（Datacenter Edition）。Web Edition主要是为网页服务器（Web Hosting）设计的，而Datacenter是一个为极高端系统使用的。标准和企业版本则介于两者中间。

而Windows 7则有六个版本，分别是Starter、Home Basic、Home Premium、Professional、Ultimate和只限公司大量买入的Enterprise版本。其中Ultimate拥有最多功能，而Starter则最少，并且拿掉或是限制了许多功能，但是这个版本只在极少数的新兴地区，如东南亚、南亚（泰国、印度等）发售，以及在notebook、netbook、nettop等笔记本电脑找到。

什么是操作系统？

操作系统（英语：Operating System，简称OS）是一管理计算机硬件（Computer hardware）与计算机软件（Computer software）资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作接口（请引用壳（Shell）及图形用户界面（Graphical user interface））。

操作系统的型态非常多样，不同机器安装的OS可从简单到复杂，可从手机的嵌入式系统到超级计算机的大型操作系统。许多操作系统制造者对OS的定义也不大一致，例如有些OS集成了图形化用户界面，而有些OS仅使用文字接口，而将图形接口视为一种非必要的应用程序。

操作系统理论在计算机科学中，为历史悠久而又活跃的分支，而操作系统的设计与实现则是软件工业的基础与内核。

Q2: 什么是操作系统?它的主要作用是什么?

操作系统定义：操作系统（英语：operating system，缩写作 OS）是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。

操作系统作用：操作系统位于底层硬件与用户之间，是两者沟通的桥梁。用户可以通过操作系统的用户界面，输入命令。操作系统则对命令进行解释，驱动硬件设备，实现用户要求。以现代标准而言，一个标准PC的操作系统应该提供以下的功能：

1、进程管理。又称处理器管理，其主要任务是对处理器的时间进行合理分配、对处理器的运行实施有效的管理。

2、存储器管理。由于多道程序共享内存资源，所以存储器管理的主要任务是对存储器进行分配、保护和扩充。

3、设备管理。根据确定的设备分配原则对设备进行分配，使设备与主机能够并行工作，为用户提供良好的设备使用界面。

4、文件管理。有效地管理文件的存储空间，合理地组织和管理文件系统，为文件访问和文件保护提供更有效的方法及手段。

5、用户接口。用户操作计算机的界面称为用户接口（或用户界面），通过用户接口，用户只需进行简单操作，就能实现复杂的应用处理。

扩展资料：

操作系统的类型非常多样，不同机器安装的操作系统可从简单到复杂，可从移动电话的嵌入式系统到超级计算机的大型操作系统。许多操作系统制造者对它涵盖范畴的定义也不尽一致，例如有些操作系统集成了图形用户界面，而有些仅使用命令行界面，而将图形用户界面视为一种非必要的应用程序。

第一部计算机并没有操作系统。这是由于早期计算机的创建方式（如同建造机械算盘）与性能不足以运行如此程序。但在1947年发明了晶体管，以及莫里斯·威尔克斯发明的微程序方法，使得计算机不再是机械设备，而是电子产品。

系统管理工具以及简化硬件操作流程的程序很快就出现了，且成为操作系统的起源。到了1960年代早期，商用计算机制造商制造了批处理系统，此系统可将工作的建置、调度以及运行序列化。

此时，厂商为每一台不同型号的计算机创造不同的操作系统，因此为某计算机而写的程序无法移植到其他计算机上运行，即使是同型号的计算机也不行。

参考资料：百度百科---操作系统

Q3: Windows 操作系统的使用

Windows 操作系统的使用

Windows 规定windows系统理论了这个限制条件，目的是为windows系统理论了确保内核对象结构保持状态的一致。下面是关于Windows 操作系统的使用，希望大家认真阅读!

1，进程虚拟地址空间

在windows操作系统中，每个进程都有自己的私有地址空间，因此一个进程的线程只能访问属于这个进程的内存空间，即进程之间是地址隔离的。在windows2000中，进程虚拟地址空间可分为如下四个部分：

1)NULL 区 (0x00000000~0x0000FFFF): 如果进程中的一个线程试图操作这个分区中的数据，CPU就会引发非法访问。windows系统理论他的作用是，调用malloc等内存分配函数时，如果无法找到足够的内存空间，它将返回NULL。而不进行安全性检查。它只是假设地址分配成功，并开始访问内存地址0x00000000(NULL)。由于禁止访问内存的这个分区，因此会发生非法访问现象，并终止这个进程的运行。

2)用户模式分区 ( 0x00010000~0xBFFEFFFF)：这个分区中存放进程的私有地址空间。一个进程无法以任何方式访问另外一个进程驻留在这个分区中的数据(相同exe，通过copy-on-write来完成地址隔离)。(在windows中，所有.exe和动态链接库都载入到这一区域。系统同时会把该进程可以访问的所有内存映射文件映射到这一分区)。

2)隔离区 (0xBFFF0000~0xBFFFFFFF)：这个分区禁止进入。任何试图访问这个内存分区的操作都是违规的。微软保留这块分区的目的是为了简化操作系统的现实。

3)内核区 (0xC0000000~0xFFFFFFFF)：这个分区存放操作系统驻留的代码。线程调度、内存管理、文件系统支持、网络支持和所有设备驱动程序代码都在这个分区加载。这个分区被所有进程共享。

一、在这一节，我们详细讨论一下用户模式分区，用户模式分区从地地址到高地址依次为：

1)代码段，存放函数体的二进制代码。

2)静态数据区(分为以初始化数据段和未初始化数据段)全局变量和静态变量的存储是放在一块的，初始化的全局变量和静态变量在一块区域， 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。程序结束后由系统释放 。

3)堆，一般由程序员分配释放， 若程序员不释放，程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。

......(未映射部分)(这个部分包含各种导入的dll等)

4)栈， 由编译器自动分配释放 ，存放函数的参数值，局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

二、下面详细介绍exe导入到执行的全过程，以及地址空间的加载。

1)系统找到在调用CreateProcess时指定的exe文件。

2)系统创建一个新进程的内核对象。

3)系统为这个新进程创建一个私有的地址空间。

4)系统保留一个足够大的地址空间区域，用来存放exe文件。这个区域的位置在exe文件中设定。默认情况下，exe文件的基地址是0x0400000. (1.编译器处理每个源代码模块，生成obj文件。2.链接程序将所有obj模块的内容组合在一起，生成一个单独的可执行映射文件即exe,该映射文件包含用于可执行模块的所有二进制代码以及全局/静态数据变量，同时也包含一个导入部分，列出了该可执行模块所需要的所有dll模块的名字，对于每个列出的 dll名，该导入部分指明了那些函数和变量符号是被可执行的二进制代码所引用的)

5)在将exe文件映射到进程的地址空间之后，系统会访问exe 文件中的一个段(这个段列出了一些DLL文件)，并列出exe文件代码中调用函数dll文件的部分。然后，系统为每个dll文件调用loadlibrary函数，如果某个dll文件需要调用更多的 dll，那么系统会再次调用loadlibrary函数，来加载这个dll。系统保留一个足够大的地址空间区域，用来存放这个dll文件。默认情况下，微软创建dll文件基地址0x10000000。 windows提供的所有标准系统dll都有不同的基地址，这样，即使加载到单个地址空间，他们之间也不会重叠。(1.编译器处理每个源代码模块，生成一个obj模块。2.链接程序将所有obj模块的内容组合在一起，生成一个单独的dll映像文件，该映像文件包含用于dll的所有二进制代码以及全局/静态数据变量。3.如果链接程序检查到dll的源代码模块至少导出了一个函数或变量，则链接程序同时生成一个单独的lib文件，这个lib文件很小，只是简单地列出了所有被导出的函数和变量的符号名)

6)当把所有的exe文件和dll文件都映射到进程的地址空间之后，系统就会创建一个线程内核对象，并使用该线程以DLL_PROCESS_ATTACH为参数来调用每个DLL的DllMain函数，当所有映射的DLL都对此通知做出相应后，系统将驱使主线程开始执行exe文件的启动代码(winmainCRTStartup 函数)，这个函数负责对c/c++运行时库进行初始化和调用函数入口函数(main 或 winmain)。

下面强调一些dll和lib的加载区别：

dll允许可执行模块(.dll文件或.exe文件)仅包含在运行时定位DLL函数的可执行代码所需的信息(即将dll附带的lib加载到可执行模块中)。

对于lib文件，链接器从静态链接库LIB获取所有被引用函数，并将库同代码一起放到可执行文件中。

三、堆和栈的理论知识

3.1申请方式

stack: 由系统自动分配。 例如，声明在函数中一个局部变量 int b; 系统自动在栈中为b开辟空间

heap: 需要程序员自己申请，并指明大小，在c中malloc函数 ，在C++中用new运算符 。

3.2 申请后系统的响应

栈：只要栈的剩余空间大于所申请空间，系统将为程序提供内存，否则将报异常提示栈溢出。

堆：首先应该知道操作系统有一个记录空闲内存地址的链表，当系统收到程序的申请时，

会遍历该链表，寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的'空间分配给程序，另外，对于大多数系统，会在这块内存空间中的首地址处记录本次分配的大小，这样，代码中的delete语句才能正确的释放本内存空间。另外，由于找到的堆结点的大小不一定正好等于申请的大小，系统会自动的将多余的那部分重新放入空闲链表中。

3.3申请大小的限制

栈：在Windows下,栈是向低地址扩展的数据结构，是一块连续的内存的区域。这句话的意思是栈顶的地址和栈的最大容量是系统预先规定好的，在WINDOWS下，栈的大小是2M(也有的说是1M，总之是一个编译时就确定的常数)，如果申请的空间超过栈的剩余空间时，将提示overflow。因此，能从栈获得的空间较小。

堆：堆是向高地址扩展的数据结构，是不连续的内存区域。这是由于系统是用链表来存储的空闲内存地址的，自然是不连续的，而链表的遍历方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于计算机系统中有效的虚拟内存。由此可见，堆获得的空间比较灵活，也比较大。

3.4申请效率的比较：

栈由系统自动分配，速度较快。但程序员是无法控制的。

堆是由new分配的内存，一般速度比较慢，而且容易产生内存碎片,不过用起来最方便.

另外，在WINDOWS下，最好的方式是用VirtualAlloc分配内存，他不是在堆，也不是在栈是直接在进程的地址空间中保留一快内存，虽然用起来最不方便。但是速度快，也最灵活。

3.5堆和栈中的存储内容

栈： 在函数调用时，第一个进栈的是主函数中后的下一条指令(函数调用语句的下一条可执行语句)的地址，然后是函数的各个参数，在大多数的C编译器中，参数是由右往左入栈的，然后是函数中的局部变量。注意静态变量是不入栈的。

当本次函数调用结束后，局部变量先出栈，然后是参数，最后栈顶指针指向最开始存的地址，也就是主函数中的下一条指令，程序由该点继续运行。

堆：一般是在堆的头部用一个字节存放堆的大小。堆中的具体内容有程序员安排。

3.6 “栈(stack)”和“堆(heap)”是两种不同的动态数据区，栈是一种先进后出的线性结构，栈顶地址总是小于等于栈的基地址。堆是一种链式结构。进程的每个线程都有私有的“栈”，所以每个线程虽然代码一样，但本地变量的数据都是互不干扰。一个堆栈可以通过“基地址”和“栈顶”地址来描述。全局变量和静态变量分配在静态数据区，本地变量分配在动态数据区，即堆栈中。程序通过堆栈的基地址和偏移量来访问本地变量。

四、下面说明一下啊函数的调用堆栈变换，来更好的理解堆栈的原理。(VS2005测试)

压栈的顺序是从高地址向低地址方向。

1)参数以从右到左的次序压入堆栈。

2)压入EBP的值(书上分析这个位置插入一个函数返回指令地址，但分析时没有发现因为间隔只有4个字节)

3)压入局部变量

4)返回值放入EAX寄存器中。因为win32汇编一般用eax返回结果 所以如果最终结果不是在eax里面的话 还要把它放到eax。所以返回值的释放过程在参数之后进行。

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Q4: win7系统是什么意思？

简单的说呢，系统就是帮你用一种可视化的页面帮你管理计算机相关的信息是一管理电脑硬件与软件资源的程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统身负诸如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统是管理计算机系统的全部硬件资源包括软件资源及数据资源;控制程序运行;改善人机界面;为其它应用软件提供支持等，使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的、友善的服务界面。操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能:进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。目前微机上常见的操作系统有DOS、OS/2、UNIX、XENIX、LINUX、Windows、Netware等。但所有的操作系统具有并发性、共享性、虚拟性和不确定性四个基本特征。

操作系统的型态非常多样，不同机器安装的OS可从简单到复杂，可从手机的嵌入式系统到超级电脑的大型操作系统。许多操作系统制造者对OS的定义也不大一致，例如有些OS集成了图形化使用者界面，而有些OS仅使用文本接口，而将图形界面视为一种非必要的应用程序。

操作系统理论在计算机科学中为历史悠久而又活跃的分支，而操作系统的设计与实现则是软件工业的基础与内核。

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