深入理解计算机系统(CSAPP) 第二章学习笔记

1.信息存储

大多数计算机使用8位的块(字节)，作为最小的可寻址的存储单位。存储器中所有可能地址的集合称为虚拟地址空间(virtual address space)，是一个概念性映像。实际的实现是将随机访问存储器系统软件结合起来，为程序提供一个看上去统一的字节数组

字长：指明整数和指针数据的标称大小，决定虚拟地址空间的最大大小(即最大表示范围)。对于一个w位的机器，虚拟地址的范围为0～2^w-1 ，程序最多访问2^w 个字节

寻址和字节顺序：最低有效字节在最前面为小端法，反之大端法。双端法则可以自由配置成小端或大端。当进行网络应用编程时需遵守字节顺序的规则，以防止接收端字节反序。

位移运算：逻辑右移，在左端补k个0；算术右移，在左端补k个最高有效位的值。

2.整数表示

补码(two’s-complement)编码：
$$B2T_w(x)=-x_{w-1}{2}^{w-1}+\sum _{i=0}^{w-2}{x}_i{2}^i$$
以最高位$2^{w-1}$为周期，计满一个周期则回到原始状态，类似时钟。有个博客写的清楚，记录一下。
w位补码的表达范围[100…0]～[011…1]，即$-2^{w-1}$～$2^{w-1}-1$

有符号数和无符号数之间的转换
将符号数强制类型转换为无符号数只改变数值，不改变位表示。
$$\begin{gathered} U2T_w(x)=B2T_w(U2B_w(x))=\{\begin{array}{ll}x,& x<2^{w-1}\\ x-2^w,& x\ge 2^{w-1}\end{array} \\ T2U_w(x)=B2U_w(T2B_w(x))=\{\begin{array}{ll}x+2^w,& x<0\\ x,& x\ge 0\end{array} \end{gathered}$$

扩展一个数字的位表示
扩展无符号数：零扩展(zero extension)，开头加0
扩展补码数字：符号扩展(sign extension)，添加最高有效位的值的副本

建议：不要用无符号数！

3.整数运算

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2019.3.24创建：1-2节，一直以来对于位运算相关的东西都晕得很@A@
2019.3.26：感觉后面的东西暂时用不着，等以后用到了再补吧