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[[Datei:ARM-HP-PRINTER.JPG|mini|32-Bit-Prozessor]]
Unter '''32-Bit-Architektur''' versteht man in der [[Elektronische Datenverarbeitung|EDV]] eine [[Prozessorarchitektur]], deren [[Verarbeitungsbreite]] 32 [[Bit]] beträgt. [[Prozessor]]en, die eine 32-Bit-Architektur verwenden, werden häufig auch als „32-Bit-Prozessoren“ bezeichnet. Analog dazu werden auch [[Computerprogramm]]e, die auf eine solche Architektur ausgelegt sind, mit dem Attribut '''32-Bit''' versehen (z. B. „32-Bit-[[Betriebssystem]]“).<ref>{{Literatur |Autor=Harry Phillips |Titel=New Perspectives on Microsoft Windows Vista for Power Users |Verlag=Cengage Learning |Datum=2008 |ISBN=978-1-4239-0603-2 |Seiten=16 |Sprache=en |Online={{Google Buch | BuchID=Mb_4b_W7mz0C | Seite=16}}}}</ref>

== Architekturen ==
* von [[Digital Equipment Corporation|Digital]] beziehungsweise später [[Compaq]] die [[Virtual Address eXtension|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-Architektur|x86]]-Familie (ab 1978, volle 32-Bit-Architektur mit [[Intel 80386|i386]] ab 1985, seit 2003 mit [[x64]] auch eine [[64-Bit-Architektur]])
* von [[Motorola]] die [[Motorola-68000er-Familie|68000er-Familie]] (ab 1979, volle 32-Bit-Architektur mit [[Motorola 68020|68020]] ab 1984)
* von [[MIPS Technologies|MIPS]] (später [[Silicon Graphics|SGI]]) die [[MIPS-Architektur]] (32 Bit ab 1985 und als 64 Bit ab 1991)
* von [[ARM Limited|ARM]] die [[Arm-Architektur]], lizenziert an zahlreiche Prozessorhersteller (32-Bit ab 1985 und 64-Bit ab 2013)
* von [[Sun Microsystems]] die [[Sun SPARC|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 [[Infineon TriCore|TriCore]]-Architektur (ab 1999)
* von [[Atmel]] die [[Atmel AVR32|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 [[Arithmetisch-logische Einheit|ALU]]-Design so ausgelegt sind, dass zwei 32-Bit-Zahlen (also 4 [[Byte]]) gleichzeitig verarbeitet werden können (beispielsweise zwei 4-Byte-Zahlen addieren).<ref>[https://www.in.th-nuernberg.de/professors/vorlesungen/GDI/Unterlagen/ALU.pdf Grundlagen der Informatik: ALU und Speicher] ([[Portable Document Format|PDF]], ≈ 200 kB) – bei der ''[[Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm|TH-Nürnberg]]'' (veröffentlicht [oder zuletzt hochgeladen] am 28. November 2002)</ref> Das schließt die externe und interne Gestaltung von [[Datenbus]] und die Breite des [[Register (Computer)|Registersatzes]] mit ein. Dies gilt analog für die gängigen Adressierungs-Arten, wobei die Bitbreite der [[Arithmetisch-logische Einheit|Recheneinheit]] sich grundsätzlich von der der [[Adresseinheit]]<ref>… auch [[Adresswerk]] (oder englisch ''[[:en:Special:Search/address unit|address unit]]'' und kurz ''AU'') genannt, siehe auch [https://www.tecchannel.de/a/so-funktioniert-ein-prozessor,401364,6 Adresseinheit (AU) & Busschnittstelle (BIU)] (bei ''TecChannel'', am 18. Oktober 1999)</ref> unterscheiden kann (wie etwa auch bei [[64-Bit-Architektur|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 [[Verschlüsselung]]salgorithmen, grafischen Berechnungen (zum Beispiel [[Festkommazahl|Festkommaarithmetik]] für Computerspiele), 32-Bit-Dateisystemen oder [[Multimedia]]formaten ([[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>{{Internetquelle |url=http://wiki.winboard.org/index.php/Das_4GB_Problem |titel=Das 4 GB Problem – WB Wiki |abruf=2018-07-02}}</ref>

== 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>{{Internetquelle |autor=Axel Vahldiek |url=//www.heise.de/ct/hotline/Kompatibilitaetsprobleme-Umstieg-von-32-auf-64-Bit-2056859.html |titel=Kompatibilitätsprobleme: Umstieg von 32 auf 64 Bit |abruf=2018-07-02}}</ref>

Allerdings verfügte nicht jedes System mit 32 Bit breitem [[Datenpfad]] auch über einen 32 Bit breiten [[Bus (Datenverarbeitung)#Adressbus|Adresspfad]], also einen 4-GiB-[[Adressraum]]. Bei älteren IBM-Großrechnern ([[System/360]] und [[System/370]]) wurden nur 24 Bit zur Adressierung verwendet (16-MiB-Adressraum).<ref>{{Internetquelle |url=https://chessprogramming.wikispaces.com/IBM+360 |titel=chessprogramming – IBM 360 |abruf=2018-07-02}}</ref> Da das überzählige Byte von Betriebssystem und Anwendungsprogrammen für [[Flag (Informatik)|Flagbits]] genutzt wurde, war der Übergang zur 31-Bit-Adressierung (2-GiB-Adressraum) mit nur noch einem Flagbit komplex. In einigen Systemen ist der Adresspfad schmaler oder größer als 32 Bit – beispielsweise können seit dem [[Intel Pentium Pro|Pentium Pro]] einige x86-Prozessoren mit 36 Bit adressieren, was einem Adressraum von 64 GiB entspricht ([[Physikalische Adresserweiterung]]).

Ein anderes Problem ist das [[Jahr-2038-Problem]].

== Programmiermodell ==
Unter der [[C (Programmiersprache)|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>{{Internetquelle |url=https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/en/SSLTBW_2.3.0/com.ibm.zos.v2r3.cbcpx01/datatypesize64.htm |titel=IBM Knowledge Center |sprache=en-US |abruf=2018-07-02}}</ref> Die ersten Versionen von DOS/Windows und Mac-OS arbeiteten mit jener LP32 und 16-Bit „int“, während frühe Ultrix-Versionen mit IP32 und 64-Bit „long“ arbeiteten. Derlei Programmiermodelle haben sich jedoch nicht durchgesetzt – alle heutigen unixartigen 32-Bit-Betriebssysteme drücken die 32-Bit-Architektur in einem ILP32-Typenmodell aus.

Der „long long“ [[Datentypen in C#Datenmodell|Datentyp in C]] wurde erst im Zuge der [[Varianten der Programmiersprache C#C99|Standardisierung für C99]] (ab 1995) eingeführt um den Wildwuchs vorheriger Definitionen zu ersetzen.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.open-std.org/Jtc1/sc22/wg14/www/docs/C99RationaleV5.10.pdf|titel=Rationale for International Standard — Programming Languages — C|hrsg=The Open Group|format=PDF|datum=2003-04|abruf=2020-05-13}}</ref> Er hatte sich im Unix-Umfeld eingebürgert um Software gleichzeitig für ILP32 und LP64 der aufkommenden [[64-Bit-Architektur]]en zu schreiben, womit „long“ und „pointer“ jeweils die gleiche Größe haben, und die 64-Bit Arithmetik gleichermaßen verfügbar ist. Der zugehörige 64-Bit [[Large File Support]], um auch in ILP32 Systemen noch große Dateien verarbeiten zu können, wurde in [[Single UNIX Specification]] Version 2 (UNIX 98) eingeführt,<ref>[http://unix.org/version2/whatsnew/lfs.html unix.org]</ref> basierend auf dem herstellerübergreifenden „Large File Summit“ von 1996.<ref>{{Internetquelle|url=http://www.opengroup.org/platform/lfs.html|titel=Adding Large File Support to the Single UNIX® Specification|hrsg=The Open Group|datum=1996-08-14|abruf=2020-05-13}}</ref>

{| class="wikitable" style="text-align:center;"
|+ 32-Bit-Datenmodelle<ref>{{Internetquelle |url=https://medium.com/@CPP_Coder/the-forgotten-problems-of-64-bit-programs-development-2bfffe06c671 |titel=The forgotten problems of 64-bit programs development |autor=Sergey Vasiliev|datum=2014-08-14 |sprache=en |abruf=2020-05-13}}</ref>
|-
! Daten- modell
! short (integer)
! int {{0|(integer)}}
! long (integer)
! pointer {{0|(integer)}}
! long long {{0|(integer)}}
! style="text-align:left;"| Beispiel Betriebssystem/Compiler<ref>Das Datenmodell ist eine Eigenschaft des Compilers unter dem entsprechenden Target-Betriebssystems, nicht des Betriebssystems allein.</ref>
|-
! LP32 {{0}}{{0}}{{0}}{{0}}
|class="hintergrundfarbe7"| 16
|class="hintergrundfarbe7"| 16
|class="hintergrundfarbe8"| 32
|class="hintergrundfarbe8"| 32
|
|class="hintergrundfarbe1" style="text-align:left;"| Apple MacIntosh für Motorola 68k, Microsoft [[Windows Application Programming Interface#Win16|API]] für Intel x86
|-
! ILP32 {{0}}{{0}}{{0}}{{0}}
|class="hintergrundfarbe7"| 16
|class="hintergrundfarbe8"| 32
|class="hintergrundfarbe8"| 32
|class="hintergrundfarbe8"| 32
|
|class="hintergrundfarbe1" style="text-align:left;"| IBM 370, VAX Unix, ältere Workstations (VAX hat long-long nur für DEC/Alpha 64-Bit<ref>{{Internetquelle |url=http://h30266.www3.hpe.com/odl/vax/progtool/cpqc64/6180p006.htm |titel=Compaq C Language Reference Manual: Chapter 3 Data Types |werk=Hewlett Packard Enterprise |sprache=en |offline=1 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20201204210138/http://h30266.www3.hpe.com/odl/vax/progtool/cpqc64/6180p006.htm |archiv-datum=2020-12-04 |abruf=2023-09-05}}</ref>)
|-
! ILP32 LL64
|class="hintergrundfarbe7"| 16
|class="hintergrundfarbe8"| 32
|class="hintergrundfarbe8"| 32
|class="hintergrundfarbe8"| 32
|class="hintergrundfarbe9"| 64
|class="hintergrundfarbe1" style="text-align:left;"| Microsoft [[Windows Application Programming Interface#Win32|Win32]], Amdahl, Convex, Unix Systeme ab 1990
|-
! IP32 {{0}}{{0}}{{0}}{{0}}
|class="hintergrundfarbe7"| 16
|class="hintergrundfarbe8"| 32
|class="hintergrundfarbe9"| 64
|class="hintergrundfarbe8"| 32
| ''64''
|class="hintergrundfarbe1" style="text-align:left;"| [[Ultrix]] (1982–1995), 64-Bit long-long alias nur mit späteren [[GNU Compiler Collection|GNU C]]
|}

== Siehe auch ==
* [[4-GB-Grenze]], [[Arbeitsspeicher]]

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Navigationsleiste Prozessorarchitektur}}

{{SORTIERUNG:#::32Bit}}
[[Kategorie:Prozessorarchitektur]]
[[Kategorie:Rechnerarchitektur]]

32-Bit-Architektur - Versionsgeschichte

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