2019年2月22日 深入理解计算机系统（CS:APP）第二章 信息的表示和处理

数据位+解释可以定义数据，第二章主要介绍信息的存储、整数、浮点数的相关内容。

浮点数溢出将会成为正无穷大。

2.1 信息存储

（2.1.2 字、2.1.3 数据大小、2.1.4 寻址和字节顺序、2.1.5 表示字符串、2.1.6表示代码、2.1.7 布尔代数和环、2.1.8 C中的位运算\逻辑运算\位移）

1. 八个位（bit）组合成块成为字节（byte），作为最小的可寻址存储单位。

2. 单个字节的表示范围为 0~255（10进制整数），00 ~ FF （16进制），也就是说，十六进制一个字符表示4个bit。

3. 每台计算机会有字长（word size）概念，指明整数和指针的标称大小（nominal size），过去主要为32位，现在大部分是64位，也就是8字节。

4. 大小端（big endian \ little endian）的区别在于存储一个数据（字长，如int 0x12345678）时，地址从低到高，大端按字节从高到低，小端按字节从低到高存储。

5. 大小端目前涉及两个地方需要注意：A. 跨机器网络通信，需要转网络序或统一。 B. 阅读汇编或底层字节，主要注意大小端。

6. 通常我们使用 unsigned char * 作为指向字节的指针描述，声明每个字节都是一个非负正数。

7. 围绕二进制演化出的布尔代数，包含“与或非”三类主要运算，以及异或。

8. 环：<集合、运算符、单位元>，例如整数集合<Z，+，x，-，0，1>，布尔代数<{0,1}，|，&，~，0，1 >

9. C语言在逻辑运算符中存在阻断特性，p&&*p++不会导致引用空指针。

2.2 整数的表示

1. 一个64位整数，最大值是2147483647，也就是21亿，无符号的话也就是42亿。

2. 为了让计算机支持带符号数的计算（减法），提出了反码和补码的概念。

3. 由于数字位表示及C语言中强转的特殊性，需要特别注意无符号整数（特别是在与有符号数的运算中）以及位移（位移操作在补位时存在一定规律而非完全补0）

4. 无符号整数在连续相加后会溢出，而有符号整数会出现正溢出和负溢出。

（这里可能比较难理解，举个栗子，在补码加法中，8+2=-6为正溢出，-2+-8=6为负溢出）

3. 浮点数

1. 如同十进制的小数是分为整数、小数部分，并且分别用10的n次幂来表示每个位置的值（n为整数而非正整数）。

2. 在计算机中的浮点数，采用2的n次幂（n为整数），每个位置为0、1表示，这样，采用x(y/z)的形式来不断逼近浮点数的目标值。

3. 举个栗子，计算机使用浮点数表示 1/5，近似值可以为 0.00110011(2次幂)，即为 51/256 等于 0.19921875。

4. 关于浮点数的一个简单例子，在传统IA32处理器中，寄存器中可以保存扩展精度的浮点数（80位），因此，当出现寄存器和内存中双精度的浮点数比较时，就可能出现误差，总而导致不相等的情况。（O2优化开启时）