本文参考B站up主 九曲阑干 的系列视频【【CSAPP-深入理解计算机系统】2-1.信息的存储(上)】 https://www.bilibili.com/video/BV1tV411U7N3/?share_source=copy_web&vd_source=73f97624c2b3ff1eb41ea26fb86c72ee

信息存储

计算机一般使用 字节 作为最小的可寻址的内存单位

通常情况下，程序将内存视为一个非常大的数组，每个数组的元素是一个个的字节

每个字节的索引称为地址

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信息存储的基本单元——字节

一个字节（byte）由 8bit（位）组成

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我们通常把这种按照 位 来表示数据的方式称为：位模式

十六进制数表示的位模式

用二进制表示数据比较冗长，而采用十进制又不方便进行进制转换

因此，我们引入十六进制表示的位模式

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字长

字长决定了虚拟地址空间的最大值

对于一个字长为w的机器，虚拟地址的范围是0 ~ 2^w - 1

对于32位的机器而言，虚拟地址空间最大为4GB

对于64位的机器而言，虚拟地址空间最大为16EB

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寻址和字节顺序

对于跨越多字节的对象，他的地址是它所用的字节中的最小地址

两种字节存储法

假设从左到右是低地址到高地址

大端法：数的高位在前

小端法：数的低位在前

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字符串

C 语言字符串是以 null 字符结尾的字符数组，即 ‘\0’

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使用 show_bytes 可以打印字符串中每个字符在内存中所对应的存储信息

可以发现：结尾字符的十六进制表示为 0x00

（源码见《深入理解计算机系统》原书）

二进制代码

二进制代码是不兼容的，一般无法在不同机器间移植。从机器的角度来看，程序就是一个字节序列。

布尔运算

与、或、非、异或

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C语言支持按位进行布尔运算

逻辑运算

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逻辑运算认为所有非零的参数都为 True ，只有参数0表示 False

逻辑运算只有 True 和 False 两种结果

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移位运算

移位运算按照移位方向分为左移和右移

左移

左移就是丢弃高位，低位补零，比较简单

右移分两种情况

  • 逻辑右移
  • 算术右移

逻辑右移

丢弃最低的1位，并在左端补0

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算术右移

算术右移关注最高位的值，分两种情况处理

  1. 如果最高位为0，那么算术右移与逻辑右移一样，丢弃低位，高位补0

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  1. 当最高位为1，那么右移后左端需要补1，而不是补0

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实际上，几乎所有的编译器以及机器的组合都这样处理：

  • 对有符号数使用算数右移

  • 对无符号数使用逻辑右移