32-Bit-Architektur
Unter 32-Bit-Architektur versteht man in der EDV eine Prozessorarchitektur, deren Verarbeitungsbreite 32 Bit beträgt. Prozessoren, die eine 32-Bit-Architektur verwenden, werden häufig auch als „32-Bit-Prozessoren“ bezeichnet. Analog dazu werden auch Computerprogramme, die auf eine solche Architektur ausgelegt sind, mit dem Attribut 32-Bit versehen (z. B. „32-Bit-Betriebssystem“).<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Architekturen
- von Digital beziehungsweise später Compaq die VAX-Architektur (32-Bit ab 1977 im VAX-11 Superminicomputer)
- von National Semiconductor die NS320xx-Serie (ab 1977)
- von Intel, AMD und Anderen gebaute Prozessoren der x86-Familie (ab 1978, volle 32-Bit-Architektur mit i386 ab 1985, seit 2003 mit x64 auch eine 64-Bit-Architektur)
- von Motorola die 68000er-Familie (ab 1979, volle 32-Bit-Architektur mit 68020 ab 1984)
- von MIPS (später SGI) die MIPS-Architektur (32 Bit ab 1985 und als 64 Bit ab 1991)
- von ARM die Arm-Architektur, lizenziert an zahlreiche Prozessorhersteller (32-Bit ab 1985 und 64-Bit ab 2013)
- von Sun Microsystems die SPARC-Serie (32 Bit ab 1987 und als 64-Bit UltraSPARC ab 1995)
- von Apple/IBM/Motorola die PowerPC-Serie (32-Bit und 64 Bit, beide ab 1992)
- von Infineon die TriCore-Architektur (ab 1999)
- von Atmel die AVR32-Architektur (ab 2006)
- DLX-Mikroprozessor: hypothetische 32-Bit-Architektur
… sowie diverse weitere Designs.
Design
Vereinfacht dargestellt bedeutet 32 Bit, dass die Prozessoren durch ihr ALU-Design so ausgelegt sind, dass zwei 32-Bit-Zahlen (also 4 Byte) gleichzeitig verarbeitet werden können (beispielsweise zwei 4-Byte-Zahlen addieren).<ref>Grundlagen der Informatik: ALU und Speicher (PDF, ≈ 200 kB) – bei der TH-Nürnberg (veröffentlicht [oder zuletzt hochgeladen] am 28. November 2002)</ref> Das schließt die externe und interne Gestaltung von Datenbus und die Breite des Registersatzes mit ein. Dies gilt analog für die gängigen Adressierungs-Arten, wobei die Bitbreite der Recheneinheit sich grundsätzlich von der der Adresseinheit<ref>… auch Adresswerk (oder englisch address unit und kurz AU) genannt, siehe auch Adresseinheit (AU) & Busschnittstelle (BIU) (bei TecChannel, am 18. Oktober 1999)</ref> unterscheiden kann (wie etwa auch bei 64-Bit-Prozessoren).
Vorteile
Die Vorteile von höherbittigen Prozessorarchitekturen liegen in der einfacheren Berechnung größerer Integer-Werte (durch die breitere ALU), was zum Beispiel Vorteile bei Verschlüsselungsalgorithmen, grafischen Berechnungen (zum Beispiel Festkommaarithmetik für Computerspiele), 32-Bit-Dateisystemen oder Multimediaformaten (MPEG-2, MP3) mit sich bringt. Auch bringt die Erweiterung zu 32 Bit die Möglichkeit mit, bis zu 4 Gibibyte Arbeitsspeicher zu arbeiten, was zum Vergleich zu 16-Bit, welches nur 16 Mebibyte verarbeiten kann, eine enorme Verbesserung darstellte.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Das 4 GB Problem – WB Wiki|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Das 4 GB Problem – WB Wiki}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://wiki.winboard.org/index.php/Das_4GB_Problem%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Das 4 GB Problem – WB Wiki}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://wiki.winboard.org/index.php/Das_4GB_Problem}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Das 4 GB Problem – WB Wiki}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2018-07-02 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Probleme
Bei weiterentwickelten Architekturen, die 32-Bit-Erweiterungen erhalten haben, kann allerdings ohne speziell angepasste Betriebssysteme in der Regel kein großer Vorteil aus dem Wechsel von 16-Bit- auf 32-Bit-Prozessoren gezogen werden.
Ähnlich wie bei SIMD- oder AltiVec-Erweiterungen ist also auch für 32-Bit-Systeme gewöhnlich speziell angepasste Software nötig.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:Axel Vahldiek|Axel Vahldiek: }}{{#if:|{{#if:Kompatibilitätsprobleme: Umstieg von 32 auf 64 Bit|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Kompatibilitätsprobleme: Umstieg von 32 auf 64 Bit}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if://www.heise.de/ct/hotline/Kompatibilitaetsprobleme-Umstieg-von-32-auf-64-Bit-2056859.html|{{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Kompatibilitätsprobleme: Umstieg von 32 auf 64 Bit}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=//www.heise.de/ct/hotline/Kompatibilitaetsprobleme-Umstieg-von-32-auf-64-Bit-2056859.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Kompatibilitätsprobleme: Umstieg von 32 auf 64 Bit}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2018-07-02 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Ein anderes Problem ist das Jahr-2038-Problem.
Programmiermodell
Unter der Programmiersprache C schlägt sich die Anzahl der Bits insbesondere bei der Größe der Datentypen void*, int und manchmal auch bei long, sowie deren vorzeichenlosen Pendants, nieder. Mit der Verbreitung von 32-Bit-Architekturen hat man hierbei in der Regel die drei Typen gleichermaßen auf die Breite von 32 Bit gesetzt, so dass Daten von Int-Typ, Long-Typ und Zeiger-Typ gleich sind. Dieses nennt man abgekürzt ILP32. Zur Abwärtskompatibilität mit der 16-Bit-Architektur, die meist als IP16 ausgeführt wurde, hatte man teils auch den Int-Typ bei 16-Bit gelassen, genannt LP32, oder den Long-Typ auf doppelte Breite von 64-Bit gesetzt, genannt IP32.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:IBM Knowledge Center|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=IBM Knowledge Center}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/en/SSLTBW_2.3.0/com.ibm.zos.v2r3.cbcpx01/datatypesize64.htm%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=IBM Knowledge Center}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/en/SSLTBW_2.3.0/com.ibm.zos.v2r3.cbcpx01/datatypesize64.htm}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=IBM Knowledge Center}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2018-07-02 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Der „long long“ Datentyp in C wurde erst im Zuge der Standardisierung für C99 (ab 1995) eingeführt um den Wildwuchs vorheriger Definitionen zu ersetzen.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Rationale for International Standard — Programming Languages — C|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Rationale for International Standard — Programming Languages — C}}]{{#if:PDF| (PDF)}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:http://www.open-std.org/Jtc1/sc22/wg14/www/docs/C99RationaleV5.10.pdf%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Rationale for International Standard — Programming Languages — C}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=http://www.open-std.org/Jtc1/sc22/wg14/www/docs/C99RationaleV5.10.pdf}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Rationale for International Standard — Programming Languages — C}}}}]}}{{#if:PDF| (PDF{{#if:The Open Group2003-04{{#if: 2020-05-13 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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| IP32 | 16 | 32 | 64 | 32 | 64 | Ultrix (1982–1995), 64-Bit long-long alias nur mit späteren GNU C |
Siehe auch
Einzelnachweise
<references />
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