计算机组成原理的学习笔记(5)--数据的表示与运算·其四 浮点数的储存和加减/内存对齐/大端小端
学习笔记
前言
本文主要是对于b站尚硅谷的计算机组成原理的学习笔记,仅用于学习交流。
1. 浮点数的表示与运算
-
规格化数:
-
浮点数的存储格式为
,其中:
-
为符号位。
-
为尾数,通常在0和1之间(规格化形式为1.xxxxx)。
-
为指数。
-
-
-
浮点数加减运算步骤:
-
对齐尾数:将两个浮点数的尾数对齐,比较它们的指数,右移尾数。
-
执行加法或减法:
-
加法:符号相同的尾数相加。
-
减法:符号不同的尾数相减。
-
-
规格化结果:调整结果,必要时修改指数。
-
处理溢出和下溢:确保结果在表示范围内。
-
舍入:确保结果尽可能精确。
-
2. 数据存储的边界对齐
-
边界对齐原则:
-
数据在内存中按照特定字节边界进行对齐,提高访问效率。
-
对齐要求通常等于数据类型的大小。
-
char:1 字节 -
short:2 字节 -
int:4 字节 -
float:4 字节 -
double:8 字节
-
-
-
结构体对齐:
-
结构体的大小通常是其最大成员对齐大小的倍数。
-
结构体成员之间可能会引入填充字节,以满足对齐要求。
-
-
示例:
struct Example {char a; // 1 byteint b; // 4 byteschar c; // 1 byte }; // 实际存储大小可能是 12 字节,包含填充字节。 -
值得注意的是,当结构体中变量定义的顺序不同,结构体所占据的空间也会不同,具体可以看视频的讲解
3. 字节序:大端与小端
-
小端(Little-endian):
-
低字节存储在低地址,高字节存储在高地址。
-
示例(0x12345678的存储顺序):
-
地址0:78
-
地址1:56
-
地址2:34
-
地址3:12
-
-
-
大端(Big-endian):
-
高字节存储在低地址,低字节存储在高地址。
-
示例(0x12345678的存储顺序):
-
地址0:12
-
地址1:34
-
地址2:56
-
地址3:78
-
-
-
计算机系统中的使用:
-
小端:多数现代计算机(如 Intel x86)使用小端字节序。
-
大端:一些网络协议和特定计算机架构使用大端。
-
-
字节序转换:在多平台或网络通信时,需注意字节序问题,确保数据正确解析。
结语
关于数据的储存和运算的学习先暂时告一段落了,接下来就是关于存储器的知识了,另外想说一句,在我学习C语言的时候,便就了解到了关于这些知识,包括浮点数的表示,边界对齐,大端小端存储,我跟的就是鹏哥C语言在b站上的网课,他讲得很详细,为我们扩展了很多知识点,在这里推荐一下,不用买付费的,免费的就有讲到这些~
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