Архітектура операційних систем типу 64

Термін «64-бітові обчислення» застосовується щодо комп’ютери, в яких розрядність шини даних, регістрів і адресних шин складає 64 біта. Під типом 64 розуміють покоління комп’ютерів, які використовують 64-розрядні мікропроцесори. Регістр такого процесора може зберігати 264 різних значень.

Історія операційних систем 64-біта

У 1984 р. фірма Cray випускає першу операційну систему (ОС) UNIX, що має реалізацію типу 64 під назвою UNICOS.

У 1998 р. Sun створює Solaris 7 – систему з повною підтримкою 64-бітних процесорів UltraSPARC.

Apple в 2003 р. випускає Mac OS X 10.3, що підтримує 64-бітну цілочисельну арифметику для процесорів PowerPC 970.

У 2001 р. Linux стає першою ОС, ядро якої повністю підтримує x86-64 реалізацію. При цьому процесорів з такою реалізацією до цього часу ще випущено не було.

У Microsoft з’являється Windows XP 64-розрядним типом системи для процесорів Itanium на архітектурі IA-64.

У 2006 р. Microsoft створює Windows Vista з версією 64 біта для процесорів EM64T/AMD64. Дана версія системи є сумісною з 32-бітної. Всі програми і компоненти ОС 64-бітні, хоча деякі з них є 32-розрядними версіями для забезпечення сумісності з 32-бітними програмними модулями (плагінів).

У 2009 р. Microsoft розробляє Windows 7, яка містить в тому числі і 64-розрядний варіант для процесорів Intel64/AMD64. У цьому ж році виходить Windows Server 2008 R2 – перша система від Microsoft, що має тільки 64-бітну редакцію.

IOS 7 від Apple з підтримкою процесорів AArch64 була створена в 2013 р. Ядро системи типу 64 призначено для підтримки 64-бітних додатків.

2014 рік – Google реалізує Android Lollipop – першу ОС Android з підтримкою 64-розрядних мікропроцесорів.

У 2017 р. виходить IOS 11 від Apple. Дана операційна система призначена для роботи тільки процесорів AArch64. Вона має ядро розрядністю 64 біта для підтримки 64-бітних додатків.

Дивіться також:  Як на комп'ютері встановити «Ексель»: стандартні і нетривіальні методи

Реалізація переходу на 64-бітні системи

Перехід на архітектуру 64 біта є фундаментальною зміною, яка зачіпає всі операційні системи. Щоб використовувати переваги нової архітектури, ці ОС повинні бути в значній мірі змінені. Інше програмне забезпечення також має бути адаптовано для використання у повній мірі нових можливостей. Старі додатки розрядністю 32 біта можуть бути змінені одним з наступних способів:

  • додавання віртуального набору команд типу 64 (є супернабором по відношенню до 32-бітному набору);
  • емуляція програмного додатка;
  • реалізація ядра 32-бітного процесора в 64-бітному процесорі, як в деяких моделях від Intel Itanium, що містять ядро з підтримкою архітектури IA-32 для запуску x86 додатків.

Переваги операційних систем 64 біта

При порівнянні 32-бітної й 64-бітної архітектури визначальним фактором на користь останньої є швидкість виконання завдань. У 64-бітної архітектури розмір використовуваної оперативної пам’яті перевищує 4 ГБ.

Однак, для того щоб повністю використовувати переваги архітектури типу 64 додатки повинні бути як мінімум правильно встановлені. На такій архітектурі рекомендується реалізовувати наступні додатки:

  • багатозадачні;
  • стресового тестування;
  • високопродуктивних обчислень (широко застосовуються у великих організаціях, таких як IBM, HP, Microsoft).

Висновки

  • 64-бітний процесор краще працює з 64-бітними додатками;
  • 64-бітний процесор має можливість обробки більшості 32-бітних додатків;
  • процесор розрядністю 32 біта несумісний з 64-бітними додатками.