计算机组成原理的学习笔记(5)--数据的表示与运算·其四 浮点数的储存和加减/内存对齐/大端小端
学习笔记
前言
本文主要是对于b站尚硅谷的计算机组成原理的学习笔记，仅用于学习交流。
1. 浮点数的表示与运算
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规格化数：
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浮点数的存储格式为
，其中：
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为符号位。
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为尾数，通常在0和1之间（规格化形式为1.xxxxx）。
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为指数。
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浮点数加减运算步骤：
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对齐尾数：将两个浮点数的尾数对齐，比较它们的指数，右移尾数。
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执行加法或减法：
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加法：符号相同的尾数相加。
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减法：符号不同的尾数相减。
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规格化结果：调整结果，必要时修改指数。
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处理溢出和下溢：确保结果在表示范围内。
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舍入：确保结果尽可能精确。
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2. 数据存储的边界对齐
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边界对齐原则：
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数据在内存中按照特定字节边界进行对齐，提高访问效率。
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对齐要求通常等于数据类型的大小。
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char：1 字节 -
short：2 字节 -
int：4 字节 -
float：4 字节 -
double：8 字节
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结构体对齐：
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结构体的大小通常是其最大成员对齐大小的倍数。
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结构体成员之间可能会引入填充字节，以满足对齐要求。
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示例：
struct Example {char a; // 1 byteint b; // 4 byteschar c; // 1 byte }; // 实际存储大小可能是 12 字节，包含填充字节。 -
值得注意的是，当结构体中变量定义的顺序不同，结构体所占据的空间也会不同，具体可以看视频的讲解
3. 字节序：大端与小端
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小端（Little-endian）：
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低字节存储在低地址，高字节存储在高地址。
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示例（0x12345678的存储顺序）：
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地址0：78
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地址1：56
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地址2：34
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地址3：12
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大端（Big-endian）：
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高字节存储在低地址，低字节存储在高地址。
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示例（0x12345678的存储顺序）：
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地址0：12
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地址1：34
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地址2：56
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地址3：78
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计算机系统中的使用：
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小端：多数现代计算机（如 Intel x86）使用小端字节序。
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大端：一些网络协议和特定计算机架构使用大端。
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字节序转换：在多平台或网络通信时，需注意字节序问题，确保数据正确解析。
结语
关于数据的储存和运算的学习先暂时告一段落了，接下来就是关于存储器的知识了，另外想说一句，在我学习C语言的时候，便就了解到了关于这些知识，包括浮点数的表示，边界对齐，大端小端存储，我跟的就是鹏哥C语言在b站上的网课，他讲得很详细，为我们扩展了很多知识点，在这里推荐一下，不用买付费的，免费的就有讲到这些~