计算机系统基础

计算机系统基础(一)——程序的表示、转换与链接 原码&移码&补码 原码 最高位放符号位，1 表示负 定点小数，用来表示浮点数的尾数 移码 真值加上一个偏置值 bias， bias 常为 2n - 1 or 2n - 1 - 1 (如 IEEE 754) 定点整数，用来表示浮点数的阶 移码的本意是为了方便两个数作比较 补码 假设补码有 n 位，则：x补 = 2n + x 数值为正数时，其值大小就是原码；为负时，其值的大小就是各位取反再加 1 补码表示带符号整数 补码的出现是为了解决计算机的减法运算问题 求补码的真值——简便求法 符号为 0 ，则为正数，数值部分相同 符号为 1，则为负数，数值各位取反，末位加 1 各位取反，末位加 1 简便做法：从后往前看，找到第一个 1 ，将它前面的所有位取反 浮点数—— IEEE754 标准 数符 + 阶码 + 尾数 Float 1 + 8 + 23 SP ： (-1) s * (1 + Significand) * 2 (Exponent - 127) Double 1 + 11 + 52 DP ： (-1) s * (1 + Significand) * 2 (Exponent - 1023) 数符 Sign bit 1 表示负数 阶码 Exponent 规格化阶码范围为 0000 0001(-126) —— 1111 1110(127) (single) bias 为 127(single) 1023(double) 规格化阶范围为 1——254 (single) 全 0 和全 1 用来表示特殊值 为避免混淆，用阶码表示阶的编码，用阶或指数表示阶码的值 尾数 Significand 规格化尾数最高位总是 1 ，所以隐含表示，省 1 位，小数点前总是 1 特殊数的表示 (single) 0 阶码：all zeros 尾数：all zeros +0：0 00000000 00000000000000000000000 -0：1 00000000 00000000000000000000000 ∞ 阶码：all ones 尾数：all zeros +∞：0 11111111 00000000000000000000000 -∞：1 11111111 00000000000000000000000 浮点数除以 0 的结果是 ∞ ，而不是溢出异常(整数除以 0 为异常) NaN ( Not a Number ) 阶码：all ones 尾数：nonzeros 可帮助调试程序 非规格化数 Denorms 阶码：all zeros 尾数：nonzeros 用于表示 0 与规格化数间的 Gap SP ： (-1) s * (0.xxxx…xxx) * 2 -126 为了让非规格化单精度浮点数能够平缓过渡到规格化单精度浮点数，所以取 2 -126 当输入数据为不可表示数时，机器将其转换为最邻近的可表示数 汉字内码&ASCII码 ASCII码为 7 位编码 Ex：汉字 " 大 " 在码表中位于第 20 行、第 83 列。因此区位码为 0010100 1010011 ，在区、位码上各加 32 得到两个字节编码（GB2312国标码），即 00110100 01110011B = 3473H 。前面的 34 H 和 字符 4 的 ACSII 的最高位相同，后面的 73H 和字符 s 的 ACSII 码相同。但是，将每个字节的最高位各设为 1 后，就得到其内码： B4F3H ( 0110100 11110011B )，因而不会和 ASCII 码混淆 逻辑电路 异或： n 个数做异或运算，若有奇数个 1 ，则输出 1 推荐阅读 # 原码、反码、补码 计算机系统基础(一)——程序的表示、转换与链接 计算机系统基础(二)——异常、中断和输入/输出 计算机系统基础(三)——程序的执行和存储访问 以 IA-32 + Linux + C + gcc 为平台 【精校中英字幕】2015 CMU 15-213 CSAPP 深入理解计算机系统 《深入理解计算机系统（原书第3版）》CSAPP