計算機中資料的儲存和排列

2021-10-10 13:59:37 字數 1992 閱讀 7344

二、資料的排列方式

總結在計算機系統中,資料是以位元組為單位的,每乙個位址單元都對應著乙個位元組,乙個位元組為8bit,而且多位元組的資料在記憶體裡一定是佔連續的幾個位元組的,這就意味著位數大於8位的處理器,由於暫存器寬度大於乙個位元組,就變存在著多個位元組的安排問題。因此就導致了大端儲存模式和小端儲存模式。

對於乙個4位元組的int型別:大端模式是指資料的高位元組,儲存在記憶體的低位址中,而資料的低位元組,儲存在記憶體的高位址中,這樣的儲存模式有點兒類似於把資料當作字串順序處理:位址由小向大增加,而資料從高位往低位放;

同樣對於乙個4位元組的int型別:小端模式是指資料的高位元組儲存在記憶體的高位址中,而資料的低位元組儲存在記憶體的低位址中。

很顯然,就讀寫方式來看,大端的儲存模式肯定是更符合人們的閱讀的,那為什麼還需要小端儲存模式呢?

那是因為小端儲存模式將位址的高低和資料位權有效地結合起來,高位址部分權值高,低位址部分權值低,和我們的邏輯方法一致。

舉個栗子:假如我們的cpu每一次只能處理乙個8位的二進位制運算,這個時候要計算2個int型別的加法運算,那麼計算機首先要計算的應該是最低位的8位資料,再到次低位,直到計算完畢。而這種小端的儲存模式是更符合計算機的處理的!

現代計算機通常都是以字位元組編址的,也就是說乙個位元組對應乙個位址。

當然也可以按照字、半字、位元組定址。

以乙個儲存字長為32位、每次訪存只能讀寫乙個字的cpu為例!

1位元組 = 8bit

儲存字長 = 32bit,即1字 = 32bit,半字 = 16bit。

0號半字 : 位元組1 + 位元組2

1號半字 : 位元組3 + ---

2號半字 : 半字1

3號半字 : 半字2

所以編號位址為3的半字就是半字2所在位置

0號字:位元組1 + 位元組2 + 位元組3 + ---

1號字:半字1 + 半字2

2號字:半字3 + ---

所以編號位址為2的字就是 半字3起始位置 到 ---結束位置

同樣的邊界不對齊方式也是如此!這裡不再一一展開!

邊界對其和邊界不對齊的區別:

上面的例子中宣告了cpu每一次訪存只能讀寫乙個字為例,假設現在我們要儲存3個char型別(1位元組)的變數、3個short型別(2位元組)的變數、1個int型別(4位元組)的變數:

對於邊界對齊方式:

3個char分別放在位元組1、位元組2、位元組3的位置,最後---為空

3個short分別放在半字1、半字2、半字3的位置,最後---為空

i個int放在字1中

對於邊界不對齊方式:

3個char分別放在位元組1、位元組2、位元組3的位置,而第乙個半字分為兩部分 —— 半字1-1、半字1-2.

由於我們宣告了計算機每次訪存都只能讀寫乙個字,所以如果要讀取乙個short型別的資料:

對於邊界對齊:只需要訪存一次就可以將乙個short讀出來

對於邊界不對齊:需要兩次訪存才能將乙個short完整的讀出來

很顯然,邊界對齊方式是空間換時間的方式,儘管空間上有些浪費,但是在訪存效率上來說,是要比邊界不對齊的方式更快的!!

本文主要講述了資料在計算機內部的儲存和排列方式,水平尚淺,不當之處還請指正!

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