Porque o Windows de 32 bits não usa os 4 gb de memoria ?

A memória RAM é indispensável para um computador e quanto mais memória instalada, melhor é o desempenho da máquina. Mas com relação a isso, o Windows na versão de 32 bits possuí uma certa limitação ao utilizar os 4 GB de RAM instaladas em sua máquina. Você já se perguntou  porque isso acontece? Porque o Windows de 32 bits só trabalha com até 4 GB de RAM? Pois bem, são estas questões que eu pretendo esclarecer para vocês.

Como consumidor e usuário, você vai querer usufruir os 4GB de RAM do seu computador. Por mais que você xingue ou faça um escândalo, você não vai conseguir utilizar os 4GB de memória. Por quê? É o que veremos abaixo nesse artigo.
Os endereços
Para poder se comunicar com os itens de hardware, o sistema operacional utiliza endereços numéricos. Cada item do do computador possuí um endereço físico. Esse endereço físico é um código que permite o Windows identificar que determinado componente é a placa de vídeo,  a memória RAM e assim por diante.
Os processadores também vêm preparados para trabalhar com endereços. Mas no caso das CPUs de 32 bits, o limite para endereçamento da memória é de 4 GB (explicarei mais a frente o porque deste valor).
O endereçamento da memória que o processador possibilita se chama Espaço de Endereçamento Virtual (VAS).  É nesse espaço que a placa de vídeo, a memória RAM e outros componentes serão endereçados.

É esse VAS que limita o Windows, porque ele se vê obrigado a reservar apenas 4 GB de endereços para todos os componentes. Por isso que quando forem instalados 4 GB de RAM na máquina, o sistema não conseguirá utiliza-las, pois deve  reservar parte da memória para processos de hardware.

Os bits do sistema
O bit é a menor unidade de informação que pode ser armazenada ou transmitida. Um bit pode assumir somente 2 valores, por exemplo: 0 ou 1, verdadeiro ou falso.^{fonte: wikipédia}
Nos sistemas de 32 bits, fica mais fácil de compreender a quantidade de memória que o sistema consegue acessar no barramento de endereços. Se pegarmos o número 2 e elevar a potência 32,  o resultado será  4.294.967.296, ou seja, 4 GB. Assim temos a certeza de que o Windows de 32 bits trabalha com até 4 GB de RAM.  Mas nem toda essa quantidade de endereçamento pode ser dedicada apenas a memória RAM, como já vimos acima.

(Fonte da imagem: MSDN)

Então é melhor eu utilizar um processador de 64 bits? Utilizar uma CPU de 64 bits até que é uma boa ideia, já que ele consegue gerenciar mais memória RAM. Mas não basta trocar apenas o processador, pois o limite de 4GB  é imposto tanto pelo sistema de 32 bits quanto pela CPU.

A solução é simples. Para conseguir utilizar os 4 GB de RAM (ou até mais) é preciso ter tanto um processador de 64 bits quanto um sistema de 64 bits. O Windows 7 e Vista de 64 bits conseguem mapear mais de 4 GB de RAM. Segundo os dados da Microsoft o Windows 7 (Ultimate, Professional e Enterprise) de 64 bits consegue mapear até 192 GB de RAM.

(Fonte da imagem: MSDN)

Agora você já compreendeu basicamente o problema.