7、计算机数据表示与操作基础

计算机数据表示与操作基础

1. 高效清零指令

在编程中，经常会遇到需要将寄存器清零的情况。有一个高效的“神奇”指令 xor reg, reg ，它通过将寄存器与自身进行异或操作，能快速将寄存器置为 0。相较于使用 mov 指令将立即常量 0 移入寄存器， xor 指令通常更高效。以 eax 寄存器为例：

xor eax, eax  ; 机器码仅 2 字节
mov eax, 0    ; 根据寄存器情况，通常 6 字节

在处理 64 位寄存器时，这种效率差异会更明显，因为立即常量 0 本身就有 8 字节。

2. 有符号数和无符号数

在计算机中，最初我们将二进制数视为无符号值。n 位二进制数可以表示 $2^n$ 个无符号数。例如，二进制数 ...00000 表示 0， ...00001 表示 1， ...00010 表示 2，依此类推。

但对于负数，我们采用补码方法。以 x86 - 64 微处理器为例，它使用二进制补码表示有符号数。在这个系统中，最高位（HO 位）作为符号位，将整数分为正负两部分。如果符号位为 0，数为正（或 0）；如果符号位为 1，数为负。

例如，对于 16 位数字：
- 8000h 为负，因为 HO 位是 1。
- 100h