4.2-主存中的数据组织

 

存储字长

1. 主存的一个存储单元所包含的二进制位数
2. 目前大多数计算机的主存按字节编址，存储字长也不断加大，如16位字长，32位字长
3. ISA设计时要考虑的两个问题

• • 如何根据字节地址读取一个32位的字？-字的存放问题
  • 一个字能否放在主存的任何字节边界？-字的边界问题

数据存储与边界的关系

　　1. 按边界对其的数据存储

Int I(32), short(16) k, double(64) x, char(8) c, short j(32位系统中)，一个字节8位

按照边界对齐的方式存储

缺点：会造成存储空间的浪费，比如k浪费了2个字节

　　2. 未按边界对齐的数据存储

缺点：虽然节省了空间，但增加了访存次数，需要在性能与容量间权衡

比如：访问j就需要方位一次12还需要方位一次16，访问x需要三次（4，8，12）

　　3. 边界对齐与存储地址的关系（以32位为例）

1. 1. 双字节数据边界对齐的起始地址的最末三位为000（8字节的整数倍）
   2. 单字长边界对齐的起始地址的末二位为00（4字节的整数倍）
   3. 半字长边界对齐的起始地址的最末一位为0（2字节的整数倍）

S1和S2两个字节的存储方式实际S1需要12个字节，S2需要9个字节，但是按照对齐要求依然需要12个字节来存储S2，实际上是没有区别的

大端与小端的存储方式

　　1. Big-endian：最高字节地址（MSB）是数据地址

　　2. Little-endian：最低字节地址（LSB）是数据地址

但是，如果你的程序要跟别人的程序产生交互呢？在这里我想说说两种语言。C/C++语言编写的程序里数据存储顺序是跟编译平台所在的CPU相关的，而JAVA编写的程序则唯一采用big endian方式来存储数据。

试想，如果你用C/C++语言在x86平台下编写的程序跟别人的JAVA程序互通时会产生什么结果？就拿上面的0x12345678来说，你的程序传递给别人的一个数据，将指向0x12345678的指针传给了JAVA程序，由于JAVA采取big endian方式存储数据，很自然的它会将你的数据翻译为0x78563412。什么？竟然变成另外一个数字了？是的，就是这种后果。因此，在你的C程序传给JAVA程序之前有必要进行字节序的转换工作。

例如：

R1=0X100，指的是r1的初始值是100

STR r0, [r1] – 将r0的内容执行r1所在的储存单元上,就是将16进制数11223344存放在100号起始单元

LDRB r2, [r1] -从r1的储存单元取出来一个字节赋值给r2