資料的機器級表示與處理 C語言的運算

整數算術運算、浮點數算術運算

按位、邏輯、移位、位擴充套件和位截斷

指令集中涉及到的運算

涉及到的定點數運算

算術運算

帶符號整數運算：取負 / 符號擴充套件 / 加 / 減 / 乘 / 除  / 算術移位

無符號整數運算：0擴充套件 / 加 / 減 / 乘 / 除 

邏輯運算

邏輯操作：與 / 或 / 非 / …

移位操作：邏輯左移 / 邏輯右移

涉及到的浮點數運算：加、減、乘、除

無符號數、帶符號整數、浮點數的+、-、*、/ 運算等

按位運算

用途對位串實現「掩碼」（mask）操作或相應的其他處理

（主要用於對多**資料或狀態/控制資訊進行處理）

操作按位或：「|」 

按位與：「&」

按位取反：「~」

按位異或：「^」

問題：如何從16位取樣資料y中提取高位位元組，並使低位元組為0？

可用「&」實現「掩碼」操作：y & 0xff00

用途用於關係表示式的運算

例如，if （x>y and i<100）then ……中的「and」運算

操作「‖」表示「or」運算

「&&」表示「and」運算

例如， if ((x>y) && (i<100)) then ……

「!」表示「not」運算 

與按位運算的差別

符號表示不同：& ~ && ；| ~ ‖； ……

運算過程不同：按位 ~ 整體

用途提取部分資訊

擴大或縮小數值的2、4、8…倍

操作左移:：x<>k

不區分是邏輯移位還是算術移位，由x的型別確定

無符號數：邏輯左移、邏輯右移

高（低）位移出，低（高）位補0，可能溢位！

問題：何時可能發生溢位？如何判斷溢位？

若高位移出的是1，則左移時發生溢位

帶符號整數：算術左移、算術右移

左移：高位移出，低位補0。可能溢位！

溢位判斷：若移出的位不等於新的符號位，則溢位。

用途型別轉換時可能需要資料擴充套件或截斷

操作沒有專門操作運算子，根據型別轉換前後資料長短確定是擴充套件還是截斷

擴充套件：短轉長

無符號數：0擴充套件，前面補0 

帶符號整數：符號擴充套件，前面補符

截斷：長轉短

強行將高位丟棄，故可能發生「溢位」

例1（擴充套件操作）：在大端機上輸出si, usi, i, ui的十進位制和十六進製制值是什麼？

short  si = -32768;

unsigned short  usi = si;

int  i = si;

基本資料型別

無符號數、帶符號整數、浮點數、位串、字元（串）

基本運算型別

將各類表示式編譯**換）為指令序列

000000 01011 01100 01101 00000 100000   add $t5, $t3, $t4   # g+h

000000 01000 01001 01110 00000 100000  add $t6, $t0, $t1   # i+j

000000 01101 01110 01010 00000 100010  sub $t2, $t5, $t6   # f =(g+h)–(i+j)