《深入理解计算机系统》读书札记(第二章)

《深入理解计算机系统》读书札记(第二章)

原书网盘链接地址：https://pan.baidu.com/s/1kF1Q9TloZzzgXewv7atWBw
提取码：gtt1

第二章 信息的表示和处理

现代计算机存储和处理的信息以二值信号表示（二进制，bit）。

三种重要的数字表示，计算机通过使用这些不同的表示方法实现算数运算。

• 无符号（unsigned）编码基于传统的二进制表示法，表示大于或者等于零的数字。
• 补码（two’s-complement）编码是表示有符号整数（为正或者为负的数字）。
• 浮点数（floating-point）编码是表示实数的科学计数法的以2为基数的版本。

2.1 信息存储

大多数计算机以字节（byte）作为最小的可寻址的内存单位。
机器级程序将内存视为一个非常大的数组，称为虚拟内存（virtual memory）。内存的每个字节都由一个唯一的数字来标识，称为地址（address），所有的可能地址的集合称为虚拟地址空间（virtual address space ）

2.1.1 十六进制表示法

十六进制（hexadecimal）使用数字0-9以及字符A-F来表示16个可能的值。

在C语言中，常以0x或者0X开头的数字常量表示十六进制的值。

2.1.2 字数据大小

每台计算机都有一个字长（word size），指明指针数据的标称大小（nominal size）。因为虚拟地址是以这样的一个字来编码的，所以字长决定的最重要的系统参数就是虚拟地址空间的大小。

2.1.3 寻址和字节顺序

在几乎所有的机器上，多字节对象都被存储为连续的字节序列，对象的地址为所使用字节中最小的地址。

排列表示一个对象的字节有两个通用的规则：

• 小端法（little endian）：内存中按照从最低有效字节到最高有效字节的顺序存储对象；
• 大端法（big endian）：内存中按照从最高有效字节到最低有效字节的顺序存储对象；

2.1.4 表示字符串

C语言中字符串被编码为一个以null(其值为0)字符结尾的字符数组。
ASCII字符集适合于编码英语文档，JAVA编程语言使用Unicode来表示字符串。

2.1.5 表示代码

即使完全一样的进程，运行在不同的操作系统上也会有不同的编码规则，因此二进制代码是不兼容的。二进制代码很少能在不同机器和操作系统之间移植。

2.1.6 布尔代数简介（位级运算）

布尔代数：1850年前后，乔治布尔注意到通过将逻辑值TRUE（真）和FALSE（假）编码为二进制值1和0，能够设计出一种代数，以研究逻辑推理的基本原则。

• 与 （OR |）当P或者Q都为真时，则最终结果为真，当P=1或者Q=1时，P|Q=1；
• 或（AND &）当P和Q都为真时，则最终结果为真，当P=1且Q=1时，P&Q=1；
• 非（NOT !） 当P不是true,非true是真，当P等于0时，非P等于1，反之亦然；
• 异或（^）当P或者Q为真但不同时为真，P ^Q为真，当P=1且Q=0时，或者P=0且Q=1时，P ^Q=1；

我们可以将上述4个布尔运算拓展到位向量的运算。

2.1.7 C语言中的位级运算

位运算

2.1.8 C语言中的逻辑运算

逻辑运算符|| && ! 分别对应 OR ,AND NOT ,逻辑运算和位运算是不同的概念，逻辑运算认为非0的参数都表示TRUE,而参数0表示FALSE。逻辑运算符并且具有短路机制。

2.1.9 C语言中的移位运算

移位运算符

2.2 整数表示

2.2.1 整型数据类型

略

2.2.2 无符号数的编码

略

2.2.3 补码编码

原码、反码、补码知识详细讲解（此作者是我找到的讲的最细最明白的一个）

2.2.4 有符号数和无符号数之间的转换

略

2.2.5 C语言中的有符号数和无符号数

略

2.2.6 拓展一个数字的位表示

略

2.2.7 截断数字

略

2.2.8 关于有符号数和无符号数的建议

略

2.3 整数运算

略

2.4 浮点数

略