Sistemas operativos de:
·         8 bits
·         16 bits
·         32 bits
·         64 bits
Por lo general, el número de bits de un equipo indica la cantidad de datos que puede procesar, la velocidad con la que puede procesar los datos y la capacidad máxima de memoria. Para optimizar el rendimiento del equipo, el número de bits del sistema operativo instalado en el equipo debe coincidir con el número de bits del propio equipo.
Características
 
Ejemplos:
Familia Atari de 8 bits,  Estos incluyeron el original Atari 400 y el 800, y sus sucesores, la serie de computadores XL yXE

Sistema	Programación	Usuario único	Usuario múltiple	Tarea única	Multitarea
DOS	16 bits	X		X
Windows3.1	16/32 bits	X			no preventivo
Windows95/98/Me	32 bits	X			cooperativo
WindowsNT/2000	32 bits		X		preventivo
WindowsXP	32/64 bits		X		preventivo
Unix / Linux	32/64 bits		X		preventivo
MAC/OS X	32 bits		X		preventivo
VMS	32 bits		X

 
Primero que nada, normalmente lo de "32" ó "64" bits, está más relacionado a las tecnologías soportadas directamente por un procesador o hardware específico. Por ejemplo, si un procesador, como el "Intel® Core(TM) Duo E8500 de 3.16GHz, 1333MHz, 6MB", que soporta adicionalmente la tecnología Intel® EM64T (ó 64 bits), es instalado con un sistema operativo de 32 bits, dicho procesador funcionará correctamente, debido a que en términos simples 64 es mayor que 32.

Sin embargo, si dispones de un sistema operativo de 64 bits, pero tu procesador NO soporta dichas tecnologías o es funcional únicamente a 32 bits, efectivamente no obtendrás los beneficios en cuanto a "rendimiento" que puede ofrecerte un sistema (hardware) compatible con dicha tecnología de 64 bits. Inclusive podría presentarse el caso en que dicho hardware no trabaje correctamente o presente problemas diversos, situación que sucedería inclusive si instalas aplicaciones o programas de 64 bits en un sistema operativo de 32 bits... éstos simplemente no correrán o generarán problemas de cualquier tipo. 

Además, el procesador que te mencioné anteriormente ha sido diseñado para aprovechar la arquitectura que un sistema operativo de 64 bits posee, ofreciendo de esta manera un "mejor rendimiento" en un sistema operativo con esas mismas características.

Por otro lado, para aclarar más a fondo lo de "32" o "64" bits, en principio, esos 32 bits podríamos decir que son como si tuviéramos una carretera de cuatro carriles donde los autos corren a 100 Km/Hr. Con 64 bits, esos mismos autos correrían a la misma velocidad pero ahora en una autopista de ocho carriles, con lo que podrían transitar más autos que en una carretera de sólo cuatro carriles. Finalmente... sólo imagínate lo que entonces vendría a significar "16" bits... esto sería algo así como 2 carriles únicamente para esos mismos autos y a la misma velocidad.

La principal ventaja de 64 bits, es que las aplicaciones o los programas pueden trabajar con bloques de memoria RAM contiguos (no fragmentados) mucho mayores que los procesadores de 32 bits, que tienen un límite teórico de 4GB de memoria RAM.

Por otro lado, "16", "32" & "64" bits, vienen a representar "velocidades de transferencia" de datos en un sistema determinado o hardware específico. Lo que significa que, a mayor cantidad de bits, mayor cantidad de datos para transferir, y por lo tanto mayor velocidad de transferencia.

En la actualidad, lo más común es la utilización de los términos "32" ó "64" bits y... más reciente aún... "128" bits para otros casos específicos.