computación de 32 bits

En arquitectura de computadoras , la computación de 32 bits se refiere a sistemas informáticos con un procesador , memoria y otros componentes principales del sistema que operan con datos en unidades de 32 bits . ^{[ 1 ] [ 2 ]} En comparación con anchos de bits más pequeños, las computadoras de 32 bits pueden realizar cálculos grandes de manera más eficiente y procesar más datos por ciclo de reloj. Desde la década de 1980 hasta aproximadamente 2006, las computadoras personales típicas de 32 bits tenían un bus de direcciones de 32 bits , lo que permitía acceder hasta a 4 GiB de RAM . ^{[ 3 ]} 

Los diseños de 32 bits se han utilizado desde los inicios de la informática electrónica, primero en sistemas experimentales y luego en grandes sistemas de mainframes y minicomputadoras . El primer microprocesador híbrido de 16/32 bits , el Motorola 68000 , se presentó a finales de la década de 1970 y se utilizó en sistemas como el Macintosh original . Los microprocesadores de 32 bits, como el HP FOCUS , el Motorola 68020 y el Intel 80386, se lanzaron entre principios y mediados de la década de 1980 y se convirtieron en los dominantes a principios de la década de 1990. Esta generación de microprocesadores y las computadoras personales que los utilizaban coincidieron con la primera adopción masiva de la World Wide Web y la hicieron posible . Si bien las arquitecturas de 32 bits todavía se utilizan ampliamente en aplicaciones específicas, el mercado de PC y servidores ha migrado a 64 bits con arquitecturas x86-64 y otras arquitecturas de 64 bits desde mediados de la década de 2000, y la memoria instalada a menudo supera el límite de direcciones de 32 bits de 4  GiB en computadoras de gama básica. La última generación de teléfonos inteligentes también ha adoptado la arquitectura de 64 bits.

Un registro de 32 bits puede almacenar ^2³² valores diferentes. El rango de valores enteros que se pueden almacenar en 32 bits depende de la representación entera utilizada. Con las dos representaciones más comunes, el rango es de 0 a 4.294.967.295 ( ^2³² − 1) para la representación como un número binario ( sin signo ) , y de −2.147.483.648 (−2³¹ ⁾ a 2.147.483.647 ( ^2³¹ − 1) para la representación como complemento a dos .

Una consecuencia importante es que un procesador con direcciones lógicas o virtuales de 32 bits puede acceder directamente a un máximo de 4 GiB de espacio de direcciones direccionables por byte (aunque en la práctica el límite puede ser menor). Un procesador con direcciones físicas de 32 bits puede acceder directamente a un máximo de 4 GiB de memoria principal direccionable por byte ; los procesadores de 32 bits pueden tener 32 bits de dirección física, menos de 32 bits de dirección física o más de 32 bits de dirección física. ^{[ 4 ]}  

La primera computadora electrónica con programa almacenado del mundo , la Manchester Baby , utilizaba una arquitectura de 32 bits en 1948, aunque solo era una prueba de concepto y tenía poca capacidad práctica. Solo disponía de 32 palabras de 32 bits de RAM en un tubo Williams y no tenía operaciones de suma, solo de resta.

La memoria, así como otros circuitos digitales y el cableado, era costosa durante las primeras décadas de las arquitecturas de 32 bits (de 1960 a 1980). ^{[ 5 ]} Por lo tanto, las familias de procesadores de 32 bits más antiguas (o variantes más simples y económicas de las mismas) podían tener muchas limitaciones y compromisos para reducir costos. Esto podía ser, por ejemplo, una ALU de 16 bits o buses externos (o internos) más estrechos que 32 bits, lo que limitaba el tamaño de la memoria o requería más ciclos para la búsqueda, ejecución o escritura de instrucciones.

A pesar de esto, dichos procesadores podían denominarse de 32 bits , ya que aún contaban con registros de 32 bits e instrucciones capaces de manipular cantidades de 32 bits. Por ejemplo, el IBM System/360 Modelo 30 tenía una ALU de 8 bits, rutas de datos internas de 8 bits y una ruta a memoria de 8 bits, ^{[ 6 ]} y el Motorola 68000 original tenía una ALU de datos de 16 bits y un bus de datos externo de 16 bits, pero contaba con registros de 32 bits y un conjunto de instrucciones orientado a 32 bits. El diseño del 68000 a veces se denominaba de 16/32 bits . ^{[ 7 ]}

Sin embargo, lo contrario suele ser cierto para los diseños de 32 bits más recientes. Por ejemplo, el procesador Pentium Pro es una máquina de 32 bits, con registros de 32 bits e instrucciones que manipulan cantidades de 32 bits, pero el bus de direcciones externo tiene un ancho de 36 bits, lo que proporciona un espacio de direcciones mayor que 4  GB, y el bus de datos externo tiene un ancho de 64 bits, principalmente para permitir una precarga más eficiente de instrucciones y datos. ^{[ 8 ]} Del mismo modo, el PowerPC 604 es una máquina de 32 bits con un bus de datos externo de 64 bits. ^{[ 9 ]}

Las arquitecturas de conjunto de instrucciones de 32 bits prominentes utilizadas en computación de propósito general incluyen el IBM System/360 , IBM System/370 (que tenía direccionamiento de 24 bits ), System/370-XA , ESA/370 y ESA/390 (que tenía direccionamiento de 31 bits ), el DEC VAX , el NS320xx , la familia Motorola 68000 (los dos primeros modelos de los cuales tenían direccionamiento de 24 bits), la versión de 32 bits Intel IA-32 de la arquitectura x86 y las versiones de 32 bits de las arquitecturas ARM , ^{[ 10 ]} SPARC , MIPS , PowerPC y PA-RISC . Las arquitecturas de conjunto de instrucciones de 32 bits utilizadas para computación embebida incluyen la familia 68000 y las arquitecturas ColdFire , x86, ARM, MIPS, PowerPC e Infineon TriCore .

En la arquitectura x86 , una aplicación de 32 bits normalmente se refiere a software que utiliza (aunque no necesariamente) el espacio de direcciones lineal de 32 bits (o modelo de memoria plana ) posible con los chips 80386 y posteriores. En este contexto, el término surgió porque MS-DOS , Windows y OS/2 ^{[ 11 ]} se escribieron originalmente para los microprocesadores de 16 bits 8088/8086 o 80286 , con un espacio de direcciones segmentado donde los programas tenían que cambiar entre segmentos para acceder a más de 64 kilobytes de código o datos. Como esto consume bastante tiempo en comparación con otras operaciones de la máquina, el rendimiento puede verse afectado. Además, la programación con segmentos tiende a complicarse; se debían usar palabras clave o modelos de memoria especiales, tanto lejanos como cercanos (con cuidado), no solo en lenguaje ensamblador , sino también en lenguajes de alto nivel como Pascal , BASIC compilado , Fortran , C , etc.

El 80386 y sus sucesores admiten completamente los segmentos de 16 bits del 80286, así como segmentos para desplazamientos de direcciones de 32 bits (utilizando el nuevo ancho de 32 bits de los registros principales). Si la dirección base de todos los segmentos de 32 bits se establece en 0 y los registros de segmento no se utilizan explícitamente, la segmentación puede omitirse y el procesador se comporta como si tuviera un espacio de direcciones lineal simple de 32 bits. Los sistemas operativos como Windows u OS/2 ofrecen la posibilidad de ejecutar programas de 16 bits (segmentados) además de programas de 32 bits. La primera posibilidad existe para la compatibilidad con versiones anteriores y la segunda suele utilizarse para el desarrollo de nuevo software . ^{[ 12 ]}

En imágenes digitales, 32 bits generalmente se refiere al espacio de color RGBA ; es decir, imágenes de color verdadero de 24 bits con un canal alfa adicional de 8 bits . Otros formatos de imagen también especifican 32 bits por píxel, como RGBE .

En las imágenes digitales, el término "32 bits" a veces se refiere a los formatos de imágenes de alto rango dinámico (HDR), que utilizan 32 bits por canal, lo que suma un total de 96 bits por píxel. Las imágenes de 32 bits por canal se utilizan para representar valores más brillantes que los que permite el espacio de color sRGB (más brillantes que el blanco); estos valores se pueden usar para conservar con mayor precisión las zonas iluminadas al reducir la exposición de la imagen o al verla a través de un filtro oscuro o un reflejo tenue.

Por ejemplo, el reflejo en una mancha de petróleo es solo una fracción del que se ve en la superficie de un espejo. Las imágenes HDR permiten que los reflejos de las zonas iluminadas se vean como áreas blancas brillantes, en lugar de formas grises opacas.

Un formato de archivo de 32 bits es un formato de archivo binario en el que cada información elemental se define en 32 bits (o 4 bytes ). Un ejemplo de este formato es el formato de metarchivo mejorado (Enhanced Metafile Format ).

• Quinta generación de consolas de videojuegos , plataformas de juego que utilizan computación de 32 bits.
• Palabra (arquitectura de computadoras)
• Extensión de dirección física (PAE)

• Cómo funcionan las cosas: "Cómo funcionan los bits y los bytes"
• "Ken Colburn en LockerGnome.com: Windows de 32 bits frente a Windows de 64 bits " . Archivado del original el 30 de marzo de 2016.