¿Por qué la memoria de la versión de 32 bits de Windows 7 está limitada a un máximo de 4 GB?

Es una pregunta muy común.
Me hacen exactamente esta pregunta al menos una vez a la semana, pero creo que es importante para los novatos, por lo que la escribo de nuevo.

La unidad de memoria más pequeña es el bit. Los bits se combinan entre sí para proporcionar unidades de memoria más grandes (porque un solo bit generalmente no revela ninguna información buena).
El ordenador utiliza la memoria para almacenar y recuperar datos. Por lo tanto, el ordenador debe ser capaz de dirigir estos bits individualmente para que estos puedan ser utilizados de forma independiente.

Ahora viene la parte divertida, una máquina de 32 bits significa que esta máquina puede procesar hasta sólo 32bits a la vez. Esto significa que una máquina de este tipo será capaz de procesar una secuencia que puede ser como:
xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx, aquí x puede ser "0" o "1". Ahora el procesador genera las direcciones. Pero recuerda que sólo puede procesar hasta 32 bits. Utilizando secuencias de 32 bits, el procesador puede generar direcciones que pueden dirigirse a un total de 4 gigabytes de memoria. Por lo tanto, un total de 4 GB puede ser abordado por una máquina de 32 bits.