【CSAPP】二、資訊的表示和處理

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三種重要的數字表示：無符號 、 補碼 、 浮點數。

【一】資訊儲存

最小單位是位元組， 在作業系統層面，只需要關注地址。系統將儲存空間空間劃分為更可管理的單元，存放不同的程式對象（程式資料、指令、控制資訊）

1、16進位標記法：用兩個16進位字元表示一個位元組，00 - FF。 練習：16進位、10進位、2進位的相互轉換。

2、字： 字長決定虛擬位址空間的最大大小。32位電腦虛擬位址空間為 2^32個，即4GB

3、資料大小：整數short2/int4/long一字/longlong8，浮點數float4/double8, char1, char *一字

4、定址和位元組順序：多位元組對象的規則：地址+如何排列。

小端法：前面的地址存放小的位，後面的地址存放大的位、大端法相反

可能用到的情境：1、網路傳輸位元據。2、反組譯碼：從指令位元組級表示到組譯工具 3、強制類型轉換

5、表示字串：結尾為0x00(null, ascii碼為0)，文本資料比位元據平台獨立性更好

6、表示代碼：二進位編碼不相容。

7、c中位元運算：~ | & ^，常見用法：自己與自己做異或，得到的是自身。掩碼運算。

8、c中邏輯運算：&& || !，

9、c中移位元運算：左移 << 右移：

邏輯右移：左端補0

算術右移：左端補最高位，

無符號資料是邏輯右移，有符號資料，算數右移。

 

【整數表示】

有符號數第一位是負的 2^(n-1)，

有符號和無符號的切換：

 

c中有符號數和無符號數運算，有符號數自動轉換為無符號數！

這一點很坑，最好的解決方案是永遠不用無符號數。

擴充數位位表示：無符號零擴充，有符號符號擴充（類似邏輯右移）

 

【整數運算】

 1、無符號加法：

2、有符號加法：

3、補碼的非

4、無符號乘法

5、補碼乘法

高位不一致，低位是相同處理方式的。

6、乘以常數：乘法運算通常需要10個以上刻度，但是乘以常數可以通過移位和加法運算來代替。

例如:14 = 2 + 2^2 + 2^3，那麼x*14 = (x << 3) + (x << 2) + (x<<1)

7、除以2的冪：邏輯右移、算術右移 + 偏置（之後再看）

 

【浮點數】

IEEE標準

1、二進位小數：與十進位小數機制類似

2、IEEE浮點表示：sign + exp + frac:

exp: 無符號數 - 偏置量 （偏置量為 2^(k-1) -1 ）

float: 1 + 8 + 23

double: 1 + 11 + 52

3、舍入與浮點運算（待填坑）

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