2019年10月

计算机系统软件体系结构采用一种层的结构,有人说过一句名言: “计算机科学领域的任何问题都可以通过增加一个间接的中间层来解决”遗憾的是,这句经典的名言出处无从考证,据说是有人从图灵奖的获得者Butler Lampson的讲座上听来的;也有人说是EDSAC的发明者David Wheeler讲的;还有人指出这是CMU计算机系创始人Alan Perlis的名言。 “Any problem in computer science can be solved by another layer of indirection.” 这句话几乎概括了计算机系统软件体系结构的设计要点,整个体系结构从上到下都是按照严格的层次结构设计的。不仅是计算机系统软件整个体系是这样的,体系里面的每个组件比如操作系统本身,很多应用程序、软件系统甚至很多硬件结构都是按照这种层次的结构组织和设计的。
--摘自《程序员的自我修养》

为什么会有大小端模式之分呢?

这是因为在计算机系统中,我们是以字节为单位的,每个地址单元都对应着一个字节,一个字节为8bit。但是在C语言中除了8bit的char之外,还有16bit的short型,32bit的long型(要看具体的编译器),另外,对于位数大于8位的处理器,例如16位或者32位的处理器,由于寄存器宽度大于一个字节,那么必然存在着一个如何将多个字节安排的问题。因此就导致了大端存储模式和小端存储模式。
  例如一个16bit的short型x,在内存中的地址为0x0010,x的值为0x1122,那么0x11为高字节,0x22为低字节。对于大端模式,就将0x11放在低地址中,即0x0010中,0x22放在高地址中,即0x0011中。小端模式,刚好相反。我们常用的X86结构是小端模式,而KEIL C51则为大端模式。很多的ARM,DSP都为小端模式。有些ARM处理器还可以由硬件来选择是大端模式还是小端模式。

#include <stdio.h>

int main(){
    union{
        int n;
        char ch;
    } data;
    data.n = 0x12345678;
    /*
     大端模式(Big-endian)是指将数据的低位放在内存的高地址上,而数据的高位放在内存的低地址上。
     0x12345678占4字节,内存分布情况:
     内存地址    0x4000    0x4001    0x4002    0x4003
     存放内容    0x12      0x34      0x56      0x78
     **/
    
    /*
     小端模式(Little-endian)是指将数据的低位放在内存的低地址上,而数据的高位放在内存的高地址上。
     0x12345678占4字节,内存分布情况:
     内存地址    0x4000    0x4001    0x4002    0x4003
     存放内容    0x78      0x56      0x34      0x12
     **/
    printf("%X\n",data.ch);//内存对齐后,低地址输出78
    if(data.ch == 'x'){//字符’x‘对应的ascii码十六进制是0x78
        printf("Little-endian\n");
    }else{
        printf("Big-endian\n");
    }
    return 0;
}