《深入理解计算机系统》·深度挖掘第2章·第二话

Posted 2021-12-18 kikokingzz

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了《深入理解计算机系统》·深度挖掘第2章·第二话相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

🌕写在前面

🍊博客主页：kikoking的江湖背景
🎉欢迎关注🔎点赞👍收藏⭐️留言📝
🌟本文由 kikokingzz 原创，CSDN首发！
📆首发时间：🌹2021年11月22日🌹
🆕最新更新时间：🎄2021年11月22日🎄
✉️坚持和努力一定能换来诗与远方！
📠参考书籍：📚《深入理解计算机系统》
🙏作者水平很有限，如果发现错误，请留言轰炸哦！万分感谢感谢感谢！
《深入理解计算机系统》·深入浅出·快速理解第2章·第一话

🔥2.2.4·有符号数和无符号数之间的转换

🍊1.强制类型转换----转换位的解释方式

🍊2.补码转换为无符号数

🍊3.无符号数转换为补码

🔥2.2.5·C语言中的有符号数与无符号数

🍊1.强制转换与隐式转换

🍊2.有符号数(补码)和无符号数的转换输出

🔥2.2.8·有符号数与无符号数的优质例题

🍊2.除以2的幂的有符号除法 (向下舍入)

🔥2.2.2·无符号数编码

✨✨✨我是分割线✨✨✨

🔥2.2.3·补码编码

✨✨✨我是分割线✨✨✨

⚡️背诵表格

✨✨✨我是分割线✨✨✨

🔥2.2.4·有符号数和无符号数之间的转换

🍊1.强制类型转换----转换位的解释方式

·强制类型转换不改变位的值，只改变解释位的方式（B2T解释/B2U解释）

·-12345的16位补码（B2T）与53191的16位无符号表示（B2U）是一样的

·通过图来解释，就是掌握下图，所有转换问题都可以得到解决：

🍊2.补码转换为无符号数

🍊3.无符号数转换为补码

✨✨✨我是分割线✨✨✨

🔥2.2.5·C语言中的有符号数与无符号数

🍊1.强制转换与隐式转换

上下两种方式结果一样

🍊2.有符号数(补码)和无符号数的转换输出

🍊3.无符号数与有符号数运算

·执行运算时，如果它的运算数一个是有符号的而另一个是无符号的，那么C语言会隐式地将有符号参数强制类型类型转换为无符号数

✨✨✨我是分割线✨✨✨

🔥2.2.6·扩展一个数字的位表示

1.无符号数的零扩展

·将无符号数转换为一个更大的数据类型，我们只要简单地在表示的开头添加0

2.补码数的符号扩展

·位向量[101]表示值-4+1= -3；对它应用符号扩展,得到位向量[1101], 表示的值 -8+4+1=-3；我们可以看到, 对于w=4, 最高两位的组合值是 -8+4=-4, 与w=3时符号位的值相同；类似地,位向量[111]和[1111]都表示值一1。

3.典型案例

案例1·有符号无符号的扩展

案例2·有符号无符号与扩展同时进行

·应当先扩展(改变大小)，再符号转换

✨✨✨我是分割线✨✨✨

🔥2.2.7·截断数字

1.截断无符号数

2.截断补码数值

·先对其进行截断无符号数操作，然后再U2T(无符号数转补码)

3.例题

✨✨✨我是分割线✨✨✨

🔥2.2.8·有符号数与无符号数的优质例题

例题1:考察无符号与有符号数转换

例题2:考察无符号与有符号数转换

✨✨✨我是分割线✨✨✨

🔥2.3.1·无符号加法

🍊1.无符号数加法

🍊2.检测无符号数加法中的溢出

🍊3.无符号数求反

🍊4.习题

🔥2.3.2·补码加法

🍊1.补码的加法

🍊2.检测补码加法中的溢出

🍊3.优质习题

✨✨✨我是分割线✨✨✨

🔥2.3.3·补码的非

🍊1.补码的非

·最小值的非为本身；其余都是相反数

🍊优质习题

✨✨✨我是分割线✨✨✨

🔥2.3.4·无符号数乘法

✨✨✨我是分割线✨✨✨

🔥2.3.5·补码乘法

🍊1.补码乘法

🍊2.无符号和补码乘法的位级等价性

🍊优质习题

·无符号和补码乘法的位级等价性

✨✨✨我是分割线✨✨✨

🔥2.3.6·乘以常数

·以往，在大多数机器上，整数乘法指令相当慢，需要10个或者更多的时钟周期，然而其他整数运算（例如加法、减法、位级运算和移位）只需要1个时钟周期。因此，编译器试着用移位和加法运算的组合来代替乘以常数因子的乘法。

·首先考虑乘以2的幂的情况，然后再概括成乘以任意常数。

🍊1.乘以2的幂

🍊2.常用解法

🍊优质例题

✨✨✨我是分割线✨✨✨

🔥2.3.7·除以2的幂

·整数除法要比整数乘法更慢——需要30个或者更多的时钟周期

·除以2的幂也可以用移位运算来实现(使用右移)

🍊1.除以2的幂的无符号除法

🍊2.除以2的幂的有符号除法 (向下舍入)

🍊3.除以2的幂的有符号除法(向上舍入)

✨✨✨我是分割线✨✨✨

🔥2.3.8·关于整数运算的最后思考

·计算机执行的“整数”运算实际上是一种模运算形式。表示数字的有限字长限制了可能的值的取值范围，结果运算可能溢出。我们还看到，补码表示提供了一种既能表示负数也能表示正数的灵活方法，同时使用了与执行无符号算术相同的位级实现，这些运算包括像加法、减法、乘法，甚至除法，无论运算数是以无符号形式还是以补码形式表示的，都有完全一样或者非常类似的位级行为。

🍊优质例题