Kaiser 发布的文章

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;
}

虚拟空间解决了什么问题?

程序在编译时,每个变量所在的内存地址就已经确认下来。而在程序运行时,如果物理内存中的这两个地址被其他程序占用了怎么办?所以出现了虚拟地址的概念,使得程序在运行时,都使用相同的'虚拟地址',这些虚拟地址在操作系统的控制下映射到实际的物理地址。
这样做的好处有:

  • 使不同程序的地址空间相互隔离
  • 提高内存使用效率

打开文件的方式

打开方式说明
r以只读方式打开文件,只允许读取,不允许写入。该文件必须存在。
r+以读/写方式打开文件,允许读取和写入。该文件必须存在。
rb+以读/写方式打开一个二进制文件,允许读/写数据。
rt+以读/写方式打开一个文本文件,允许读和写。
w以只写方式打开文件,若文件存在则长度清为0,即该文件内容消失,若不存在则创建该文件。
w+以读/写方式打开文件,若文件存在则文件长度清为零,即该文件内容会消失。若文件不存在则建立该文件。
a以追加的方式打开只写文件。若文件不存在,则会建立该文件,如果文件存在,写入的数据会被加到文件尾,即文件原先的内容会被保留(EOF符保留)。
a+以追加方式打开可读/写的文件。若文件不存在,则会建立该文件,如果文件存在,则写入的数据会被加到文件尾后,即文件原先的内容会被保留(原来的EOF符 不保留)。
wb以只写方式打开或新建一个二进制文件,只允许写数据。
wb+以读/写方式打开或建立一个二进制文件,允许读和写。
wt+以读/写方式打开或建立一个文本文件,允许读写。
at+以读/写方式打开一个文本文件,允许读或在文本末追加数据。
ab+以读/写方式打开一个二进制文件,允许读或在文件末追加数据。

记忆窍门:

  • 文件打开方式由r、w、a、t、b、+ 六个字符拼成,各字符的含义是:

r(read):读
w(write):写
a(append):追加
t(text):文本文件,可省略不写
b(banary):二进制文件
+:读和写

  • 如果没有“b”字符,文件以文本方式打开。
  • 凡用“r”打开一个文件时,该文件必须已经存在。
  • 在打开一个文件时,如果出错,fopen将返回一个空指针值NULL。在程序中可以用这一信息来判别是否完成打开文件的工作,并作相应的处理。因此常用以下程序段打开文件:
if( (fp=fopen("D:\\demo.txt","rb") == NULL ){
    printf("Error on open D:\\demo.txt file!");
    getch();
    exit(1);
}
  • 把一个文本文件读入内存时,要将ASCII码转换成二进制码,而把文件以文本方式写入磁盘时,也要把二进制码转换成ASCII码,因此文本文件的读写要花费较多的转换时间。对二进制文件的读写不存在这种转换。
  • 标准输入文件 stdin(键盘)、标准输出文件 stdout(显示器)、标准错误文件 stderr(显示器)是由系统打开的,可直接使用。

六种位运算符

运算符&|^~<<>>
说明按位与按位或按位异或取反左移右移

按位与 &

一个比特(Bit)位只有 0 和 1 两个取值,只有参与&运算的两个位都为 1 时,结果才为 1,否则为 0。例如1&1为 1,0&0为 0,1&0也为 0,这和逻辑运算符&&非常类似。

按位或 |

参与|运算的两个二进制位有一个为 1 时,结果就为 1,两个都为 0 时结果才为 0。例如1|1为1,0|0为0,1|0为1,这和逻辑运算中的||非常类似。

按位异或 ^

参与^运算两个二进制位不同时,结果为 1,相同时结果为 0。例如0^1为1,0^0为0,1^1为0。

取反

取反运算符~为单目运算符,右结合性,作用是对参与运算的二进制位取反。例如~1为0,~0为1,这和逻辑运算中的!非常类似。

左移 <<

左移运算符<<用来把操作数的各个二进制位全部左移若干位,高位丢弃,低位补0。

右移运算 >>

右移运算符>>用来把操作数的各个二进制位全部右移若干位,低位丢弃,高位补 0 或 1。如果数据的最高位是 0,那么就补 0;如果最高位是 1,那么就补 1。