深入理解计算机系统（二）—— 信息表示和处理

前言

最近在学习《深入理解计算机系统》这本书，第二章是信息的表示和处理，讲了很多具体数据的表示方法（进制转换，整数表示，浮点数表示等）。

信息存储

首先我们先来想下，计算机需要的程序/数据/指令等在计算机里是如何存储的呢？计算机在访问这些信息的时候，是访问每一个bit么？错！字节（byte=8 bit），才是计算机中最小的可寻址的单位。机器级程序将内存视为一个非常大的字节数组，也就是虚拟内存。内存的每个字节都由一个唯一的数字来标识，就是地址，所有可能地址的集合就是虚拟地址空间。虚拟地址空间只是一个展现给机器级程序的概念性映像，实际的实现是将DRAM/内存/磁盘/硬件和操作系统软件结合起来实现的，非常复杂！后面再说吧！

32位系统？64位系统？

之前装电脑，经常听到人说装的是32位还是64位系统，这个32/64到底指的是什么呢？其实这里指的是字长，虚拟地址是以这样一个字来编码的，所以字长决定的最重要的系统参数就是虚拟地址空间的最大大小。也就是说，对于一个字长为w位的机器而言，虚拟地址的范围为0 - (2^w-1), 程序最多访问2 ^ w个字节。

大小端

需要在内存中存储的数据有时候非常多，那就引发了另一个问题，这一大堆字节在内存中要如何排列呢？机器一般有2种方式可以选择：大端法和小端法。直接上图吧！一般来说，小端法更适合正常人的思维。。

现在比较新的处理器都已经支持双端法，也就是可以把他们配制成作为大端和小端的机器运行。然而，实际情况是：一旦选定了特定的操作系统，那么字节顺序也就固定下来。比如，手机上的ARM微架构处理器，硬件可以支持大端和小端，但是上面的操作系统Android和IOS，却只能支持小端模式。