解密計(jì)算機(jī)中高位和低位的判斷方法
來源:維思邁財(cái)經(jīng)2024-02-14 09:24:38
近年來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,人們對于其中一些基礎(chǔ)概念也開始產(chǎn)生了濃厚的興趣。其中一個(gè)備受關(guān)注且常被提及的話題便是“高位”和“低位”。這兩個(gè)詞匯在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中廣泛使用,并與數(shù)據(jù)存儲、處理等方面息息相關(guān)。
那么什么是高位和低位呢?為何它們?nèi)绱酥匾?br>
首先我們需要了解,在二進(jìn)制系統(tǒng)中,數(shù)字以0和1表示。而每一個(gè)0或者1都代表著一個(gè)比特(bit),即最小單位信息量。當(dāng)多個(gè)比特組合起來時(shí)就形成了字節(jié)(byte)。例如8個(gè)比特可以組成一個(gè)字節(jié)。
在這樣的編碼體系下,“高位”指代數(shù)值較大并占據(jù)更重要位置上的部分?!暗臀弧眲t相反,指代數(shù)值較小且不太重要位置上所處之處。
具體地說,在十進(jìn)制系統(tǒng)里,“百”的權(quán)值遠(yuǎn)大于“十”,同理,“萬”的權(quán)值遠(yuǎn)大于“千”。類似地,在二進(jìn)制系統(tǒng)里,“10000”的權(quán)值將會遠(yuǎn)大于 “00001”。
而應(yīng)用程序很可能涉及到許多操作需要區(qū)別待處理數(shù)據(jù)是否屬于高位或低位。在這種情況下,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)需要一套可靠的判斷方法來確定數(shù)據(jù)是屬于高位還是低位。
目前,有兩種主要的方法用于區(qū)分和處理高位與低位:大端序(Big Endian)和小端序(Little Endian)。它們名字來源自英國作家喬納森·斯威夫特所著《格列佛游記》中關(guān)于吃雞蛋時(shí)從哪一端入口引發(fā)爭議而得以廣泛使用。
1. 大端序:
在大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、文件格式以及許多操作系統(tǒng)中,默認(rèn)采用大端序方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。簡單地說,在大端序里,“重要”的部分被放置在較“早”出現(xiàn)的位置上。
舉個(gè)例子來說明就像我們閱讀數(shù)字那樣:“12345”,其中最左側(cè)的“1”代表了最高權(quán)值即萬進(jìn)制;第二個(gè)數(shù)字則代表千進(jìn)制;接著百進(jìn)制……如此類推直至個(gè)十單位?!?2345”的表示形式也可以寫為16進(jìn)制0x3039, 這意味著3對應(yīng)到10000(10^4), 而9對應(yīng)到5 (10^0) 。因此,在內(nèi)存當(dāng)中該整型數(shù)將會按照[30][39]順次排列。
2. 小端序:
與大端序相對應(yīng)的是小端序。在許多處理器體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)和文件格式中,采用了小端序方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。簡單地說,在小端序里,“重要”的部分被放置在較“晚”出現(xiàn)的位置上。
繼續(xù)以上面例子來說明:“12345”按照小段法表示形式為[39][30]。
那么我們?nèi)绾闻袛嘁粋€(gè)計(jì)算機(jī)使用的是大端還是小端呢?實(shí)際上有一種非常巧妙且通用的方法——通過檢查內(nèi)存中某個(gè)已知整數(shù)值對象(例如十六進(jìn)制數(shù)字0x01020304)首字節(jié)或者最后一個(gè)字節(jié)是否包含期望結(jié)果(即01h或04h)。如果符合預(yù)期,則可以確定該計(jì)算機(jī)所運(yùn)行程序遵循相應(yīng)類型編碼規(guī)則;否則,就需要考慮另外一種編碼方式。
此外,在特定場景下也可利用語言自帶函數(shù)進(jìn)行判斷,比如C/C++語言提供了union聯(lián)合體功能以及htonl()等轉(zhuǎn)換函數(shù)來完成高位低位間互相轉(zhuǎn)化。
盡管這兩種方案各具優(yōu)勢,并根據(jù)不同需求而存在于不同領(lǐng)域之中,但它們并沒有明確標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)其選擇。事實(shí)上,在過去甚至發(fā)生過由于使用了不同字節(jié)序?qū)е碌臄?shù)據(jù)解析錯(cuò)誤與安全漏洞。
總結(jié)起來,計(jì)算機(jī)中高位和低位判斷方法是通過大端序和小端序兩種方式進(jìn)行區(qū)分。這一問題在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域引發(fā)廣泛討論,并且沒有明確標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)其選擇。因此,在開發(fā)應(yīng)用程序時(shí)需要根據(jù)具體需求合理地選取適當(dāng)?shù)木幋a規(guī)則以保證正確性與穩(wěn)定性。
未來隨著技術(shù)進(jìn)步,或許會有更多新的方案出現(xiàn)并被采納。無論如何,對于我們每個(gè)人而言,深入學(xué)習(xí)并掌握這些基礎(chǔ)概念將有助于提升我們對計(jì)算機(jī)工作原理及相關(guān)知識的認(rèn)知水平。
計(jì)算機(jī)
高位
判斷方法
低位
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