CSAPP信息的表示和处理

Posted 2020-09-21 yesuuu

三种重要的数字表示：无符号 、 补码 、 浮点数。

【一】信息存储

最小单位是字节， 在操作系统层面，只需要关注地址。系统将存储器空间划分为更可管理的单元，存放不同的程序对象（程序数据、指令、控制信息）

1、16进制表示法：用两个16进制字符表示一个字节，00 - FF。 练习：16进制、10进制、2进制的相互转换。

2、字： 字长决定虚拟地址空间的最大大小。32位计算机虚拟地址空间为 2^32个，即4GB

3、数据大小：整数short2/int4/long一字/longlong8，浮点数float4/double8, char1, char *一字

4、寻址和字节顺序：多字节对象的规则：地址+如何排列。

小端法：前面的地址存放小的位，后面的地址存放大的位、大端法相反

可能用到的场景：1、网络传输二进制数据。2、反汇编：从指令字节级表示到汇编程序 3、强制类型转换

5、表示字符串：结尾为0x00(null, ascii码为0)，文本数据比二进制数据平台独立性更好

6、表示代码：二进制编码不兼容。

7、c中位运算：~ | & ^，常见用法：自己与自己做异或，得到的是自身。掩码运算。

8、c中逻辑运算：&& || !，

9、c中移位运算：左移 << 右移：

逻辑右移：左端补0

算术右移：左端补最高位，

无符号数据是逻辑右移，有符号数据，算数右移。

 

【整数表示】

有符号数第一位是负的 2^(n-1)，

有符号和无符号的切换：

 

c中有符号数和无符号数运算，有符号数自动转换为无符号数！

这一点很坑，最好的解决方法是永远不用无符号数。

扩展数字的位表示：无符号零扩展，有符号符号扩展（类似逻辑右移）

 

【整数运算】

 1、无符号加法：

2、有符号加法：

3、补码的非

4、无符号乘法

5、补码乘法

高位不一致，低位是相同处理方式的。

6、乘以常数：乘法运算通常需要10个以上时钟周期，但是乘以常数可以通过移位和加法运算来代替。

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

7、除以2的幂：逻辑右移、算术右移 + 偏置（之后再看）

 

【浮点数】

IEEE标准

1、二进制小数：与十进制小数机制类似

2、IEEE浮点表示：sign + exp + frac:

exp: 无符号数 - 偏置量 （偏置量为 2^(k-1) -1 ）

float: 1 + 8 + 23

double: 1 + 11 + 52

3、舍入与浮点运算（待填坑）