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  • 存储器是用来存储程序和数据的部件,对于计算机来说,有了存储器,才有记忆功能,才能保证正常工作。存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器和辅助存储器,主存储器又称内存储器(简称内存),辅助存储器又称外...

    什么是内存呢?在计算机的组成结构中,有一个很重要的部分,就是存储器。存储器是用来存储程序和数据的部件,对于计算机来说,有了存储器,才有记忆功能,才能保证正常工作。存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器和辅助存储器,主存储器又称内存储器(简称内存),辅助存储器又称外存储器(简称外存)。

    外存通常是磁性介质或光盘,像硬盘,软盘,磁带,CD等,能长期保存信息,并且不依赖于电来保存信息,但是由机械部件带动,速度与CPU相比就显得慢的多。内存指的就是主板上的存储部件,是CPU直接与之沟通,并用其存储数据的部件,存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序,它的物理实质就是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路,内存只用于暂时存放程序和数据,一旦关闭电源或发生断电,其中的程序和数据就会丢失。

    既然内存是用来存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序,那么它是怎么工作的呢?我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存(即DRAM),动态内存中所谓的“动态”,指的是当我们将数据写入DRAM后,经过一段时间,数据会丢失,因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。

    具体的工作过程是这样的:一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷,有电荷代表1,无电荷代表0。但时间一长,代表1的电容会放电,代表0的电容会吸收电荷,这就是数据丢失的原因;刷新操作定期对电容进行检查,若电量大于满电量的1/2,则认为其代表1,并把电容充满电;若电量小于1/2,则认为其代表0,并把电容放电,藉此来保持数据的连续性。

    从一有计算机开始,就有内存。内存发展到今天也经历了很多次的技术改进,从最早的DRAM一直到FPMDRAM、EDODRAM、SDRAM等,内存的速度一直在提高且容量也在不断的增加。今天,服务器主要使用的是什么样的内存呢?目前,IA架构的服务器普遍使用的是REGISTEREDECCSDRAM,下一期我们将详细介绍这一全新的内存技术及它给服务器带来的独特的技术优势。

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  • 深度分析数据内存中的存储形式

    万次阅读 多人点赞 2021-08-09 16:48:04
    文章目录一、数据的基本类型介绍二、整型在内存中的存储形式1.原码、反码、补码2.大小端介绍3.浮点型在内存中的存储 一、数据的基本类型介绍 char//字符数据类型 short//短整型 int//整形 long//长整型 long long ...


    一、数据的基本类型介绍

    char//字符数据类型
    short//短整型
    int//整形
    long//长整型
    long long   //更长的整形
    float//单精度浮点数
    double//双精度浮点数
    

    二、整型在内存中的存储形式

    一个变量的创建是要在内存中开辟空间的。空间的大小是根据不同的类型而决定的。那接下来我们谈谈数据在所开辟内存中到底是如何存储的?
    比如:

    int a = 20;
    int b = -10;
    

    我们知道为a分配四个字节的空间。
    那如何存储?
    下来了解下面的概念:

    1.原码、反码、补码

    计算机中的整数有三种表示方法,即原码、反码和补码。
    三种表示方法均有符号位数值位两部分,符号位都是用0表示“正”,用1表示“负”,而数值位负整数的三种表示方法各不相同
    原码
    直接将二进制按照正负数的形式翻译成二进制就可以。
    反码
    将原码的符号位不变,其他位依次按位取反就可以得到了。
    补码
    反码+1就得到补码。
    正数的原、反、补码都相同。
    对于整形来说:数据存放内存中其实存放的是补码。
    为什么呢?
    在计算机系统中,数值一律用补码来表示和存储。原因在于,使用补码,可以将符号位和数值域统一处理;
    同时,加法和减法也可以统一处理(CPU只有加法器)此外,补码与原码相互转换,其运算过程是相同的,不需要额外的硬件电路。

    int a = 20;
    int b = -10;
    int* p = &a;
    int* q = &b;
    

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这组数据中,会发现数据的存储顺序是倒着的
    这是又为什么?

    2.大小端介绍

    什么大端小端:
    大端(存储)模式,是指数据的低位保存在内存的高地址中,而数据的高位,保存在内存的低地址中;
    小端(存储)模式,是指数据的低位保存在内存的低地址中,而数据的高位,,保存在内存的高地址中。
    为什么有大端和小端:
    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8 bit。但是在C语言中除了8 bit的char之外,还有16 bit的short型,32 bit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。

    百度2015年系统工程师笔试题:请简述大端字节序和小端字节序的概念,设计一个小程序来判断当前机器的字节序。(10分)

    //代码1
    #include <stdio.h>
    int check_sys(){    
    	int i = 1;   
        return (*(char *)&i);
        }
     int main(){    
        int ret = check_sys(); 
        if(ret == 1)    {
        printf("小端\n");  
          }   
        else    {
        printf("大端\n");
            }    
         return 0;
         }
         //代码2
         int check_sys()
         {    
         union   
          {
             int i;
             char c;
           }un;    
           un.i = 1;   
           return un.c;
           }
    

    3.浮点型在内存中的存储

    常见的浮点数:
    3.141591
    E10
    浮点数家族包括:float、double、long double类型。
    浮点数表示的范围:float.h中定义

    浮点数存储规则
    根据国际标准IEEE(电气和电子工程协会) 754,任意一个二进制浮点数V可以表示成下面的形式:

    1. (-1)^S * M * 2^E
    2. (-1)^s 表示符号位,当s=0,V为正数;当s=1,V为负数
    3. M表示有效数字,大于等于1,小于2
    4. 2^E表示指数位。

    举例来说:
    十进制的5.0,写成二进制是101.0,相当于1.01×2^2。
    那么,按照上面V的格式,可以得出s=0,M=1.01,E=2。
    十进制的-5.0,写成二进制是-101.0,相当于-1.01×2^2。那么,s=1,M=1.01,E=2。
    IEEE 754规定:对于32位的浮点数,最高的1位是符号位s,接着的8位是指数E,剩下的23位为有效数字M。
    在这里插入图片描述
    对于64位的浮点数,最高的1位是符号位S,接着的11位是指数E,剩下的52位为有效数字M。
    在这里插入图片描述
    IEEE 754对有效数字M和指数E,还有一些特别规定。
    前面说过,1≤M<2,也就是说,M可以写成1.xxxxxx的形式,其中xxxxxx表示小数部分。
    IEEE 754规定,在计算机内部保存M时,默认这个数的第一位总是1,因此可以被舍去,只保存后面的xxxxxx部分。比如保存1.01的时候,只保存01,等到读取的时候,再把第一位的1加上去。这样做的目的,是节省1位有效数字。以32位浮点数为例,留给M只有23位,将第一位的1舍去以后,等于可以保存24位有效数字。
    至于指数E,情况就比较复杂。
    首先,E为一个无符号整数(unsigned int)

    这意味着,如果E为8位,它的取值范围为0-255;如果E为11位,它的取值范围为0-2047。但是,我们知道,科学计数法中的E是可以出现负数的,所以IEEE 754规定,存入内存时E的真实值必须再加上一个中间数,对于8位的E,这个中间数是127;对于11位的E,这个中间数是1023。比如,2^10的E是10,所以保存成32位浮点数时,必须保存成10+127=137,即10001001。

    然后,指数E从内存中取出还可以再分成三种情况:
    E不全为0或不全为1
    这时,浮点数就采用下面的规则表示,即指数E的计算值减去127(或1023),得到真实值,再将有效数字M前加上第一位的1。
    比如:
    0.5(1/2)的二进制形式为0.1,由于规定正数部分必须为1,即将小数点右移1位,则为1.0*2^(-1),其阶码为-1+127=126,表示为01111110,而尾数1.0去掉整数部分为0,补齐0到23位00000000000000000000000,则其二进制表示形式为:

     0  01111110 00000000000000000000000
    

    E全为0
    这时,浮点数的指数E等于1-127(或者1-1023)即为真实值,有效数字M不再加上第一位的1,而是还原为0.xxxxxx的小数。这样做是为了表示±0,以及接近于0的很小的数字。

    E全为1
    这时,如果有效数字M全为0,表示±无穷大(正负取决于符号位s);
    好了,关于浮点数的表示规则,就说到这里。

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  • 数据类型 【知识点】 数据类型 整型 字符型 实数(浮点型)型 【内容】 一、数据类型 ...C语言要求在定义所有的变量时都要指定变量的类型。...在数学中,数值是不分...而在计算机中,数据是存放在存储单元中的,它是...

    数据类型

    【知识点】

    1. 数据类型
    2. 整型
    3. 字符型
    4. 实数(浮点型)型

    【内容】

    一、数据类型

    C语言要求在定义所有的变量时都要指定变量的类型。常量也是区分类型的。

    在数学中,数值是不分类型的,数值的运算是绝对准确的,例如:78与97之和为175,1/3的值是0.33333...(循环小数)。数学是一门研究抽象的学科,数和数的运算都是抽象的。

    而在计算机中,数据是存放在存储单元中的,它是具体存在的。而且存储单元是由有限的字节构成的,每一个存储单元中存放数据的范围是有限的,不可能存放“无穷大”的数,也不能存放循环小数。例如用C程序计算和输出1/3:

    printf("%f",1/3.0);

    得到的结果是0.333333,只能得到6位小数,而不是无穷位小数。

    结论:用计算机进行的计算不是抽象的理论值的计算,而是用工程的方法实现的计算,在许多情况下只能得到近似的结果。

     

    所谓类型,就是对数据分配存储单元的安排,包括存储单元的长度(占多少字节)以及数据的存储形式。不同的类型分配不同的长度和存储形式。

    数据类型的分类:(带*表示C99添加)

    1. 基本类型
      1. 整型类型
        1. 短整型(short [int])
        2. 基本整型(int)
        3. 长整型(long [int])
        4. *双长整类型(long long [int])
        5. *布尔型(bool)
      2. 实数(浮点)类型
        1. 单精度浮点型(float) 占4个字节,有效数为6位
        2. 双精度浮点型(double) 占8个字节 有效数为15位
        3. *长双精度浮点型(long double)
      3. 字符类型(char) 占1个字节
    2. 枚举类型(enum)
    3. 空类型(void)
    4. 派生类型(5)
      1. 指针类型(*)
      2. 数组类型([])
      3. 结构体类型(struct)
      4. 共用体类型(union)
      5. 函数类型

    在C语言之中没有字符串变量,字符串使用字符数组表示。C语言中对数据类型没有设定默认值。

     

    二、整型数据

    整型数据在存储单元中的存储方式是:以二进制补码形式存储。一个正数的补码,是该数的二进制形式。一个负数的补码,是该负数的绝对值的原码取反加1的形式。

    例如:-5的补码

    在存放整数的存储单元中,最左面一位是用来表示符号的。如果该位为0,表示数值为正。如果该位为1,表示数值为负。

    如果给整型变量分配2个字节,则存储单元中能存放的最大值为01111111 11111111,最小值为10000000 00000000。超过此范围,就会出现数值的“溢出”。

    1. 基本整型(int)
    2. 短整型(short [int])
    3. 长整型(long [int])
    4. 双长整型(long long [int])

    注意:C标准没有具体规定各种数据类型所占用存储单元的长度。这是由各编译系统自行决定的。C标准只要求long型数据长度不短于int型,short型不长于int型。即:

    sizeof(short) <= sizeof(int) <= sizeof(long) <= sizeof(long long)

    sizeof是测量类型或变量长度的运算符。

     

    整型变量的符号属性

    1. 基本整型
      1. 有符号基本整型:[signed] int
      2. 无符号基本整型: unsigned int
    2. 短整型
      1. 有符号短整型: [signed] short [int]
      2. 无符号短整型: unsigned short [int]
    3. 长整型
      1. 有符号长整型: [signed] long [int]
      2. 无符号长整型: unsigned long [int]
    4. 双长整型
      1. 有符号双长整型: [signed] long long [int]
      2. 无符号双长整型: unsigned long long [int]

    注:在整型数据中,如果既未指定signed也未指定unsigned,默认为“有符号类型”。

    有符号整型数据存储单元中最高位代表符号(0为正,1为负)位。没有符号整型数据存储单元中,全部的二进位都用作存放数值本身。

    注:

    1. 只有整型、字符型数据可以加signed或unsigned修饰符,实型数据不能加。
    2. 对无符号整型数据用“%u”格式输出。%u表示用无符号十进制数的格式输出。

    【思考题】:

    得到的结果为len = 65535

    原因是:系统对-1先转换成补码形式,如下图

    由于len变量是无符号类型,所以存储单元中的第一位作为数值位存放数值。所以按“%u”格式输出结果是:len = 65535

    结论:整型数据不管有无符号,在计算机内存储方式都是以二进制补码形式存储。

     

    三、字符型数据

    目前大多数系统采用ASCII字符集,各种字符集(包括ASCII字符集)的基本集都包括了127个字符。所有127个字符都可以用7个二进位表示(ASCII码值为127时,二进制形式为1111111,7位全1)。所以在C中,指定1个字节(8位)存储一个字符(所有系统都不例外)。此时,字节中的第1位置为0。

    字符变量实际上是一个字节的整型变量,由于它常存放字符,所以称为字符变量。可以把0-127之间的整数赋给一个字符变量。

    在输出字符变量时,可以选择以十进制整数形式输出,或以字符形式输出。如:

    字符变量的符号属性

    说明:在使用有符号字符型变量时,允许存储的值为-128—127,但字符的代码不可能为负值,所以在存储字符时实际上只用到0—127这一部分,其第1位都是0。

    如果将一个负整数赋给有符号字符型变量是合法的,此时它不代表一个字符,而作为一字节整型变量存储负整数。如:

    signed char ch = -6;

    如果在定义变量时既不加signed,又不加unsigned,C标准并未规定是按signed char处理还是按unsigned char处理,由各编译系统自己决定。

     

    四、浮点型数据

    在C语言中,实数是以规范化的二进制指数形式存放在存储单元中的。

    规范化二进制指数形式:小数点前为0,小数点后第1位不为0的表示形式。(也就是尾数大于等于0.1小于1)

    浮点数类型:单精度浮点型(float)、双精度浮点型(double)、长双精度浮点型(long double)

    float型(单精度浮点型)

    编译系统为每一个float型变量分配4个字节,数值以规范化的二进制数指数形式存放在存储单元中。在存储时,系统将实型数据分成小数部分和指数部分两个部分,分别存放。

    在4个字节(32位)中,究竟用多少位来表示小数部分,多少位来表示指数部分,C标准并无具体规定,由各C语言编译系统自定。

    由于用二进制形式表示一个实数以及存储单元的长度是有限的,因此不可能得到完全精确的值,只能存储成有限的精确度。小数部分占的位(bit)数愈多,数的有效数字愈多,精度也就愈高。指数部分占的位数愈多,则能表示的数值范围愈大。

    float型数据能得到6位有效数字,精度误差在1e-6。

    double型(双精度浮点型)

    用8个字节存储一个double型数据,可以得到15位有效数字,精度误差在1e-15。在C语言中进行浮点数的算术运算时,系统将float型数据都自动转换为double型,然后进行运算。

    long double型(长双精度浮点型)

    不同的编译系统对long double型的处理方法不同。

     

     

    五、怎样确定常量的类型

    在C语言中,不仅变量有类型,常量也有类型。

    在程序中出现的常量是要存放在计算机中的存储单元中的。这就必须确定分配给它多少字节,按什么方式存储。

    怎样确定常量的类型?

    从常量的表示形式即可判定其类型。

    整型常量:不带小数点的数值是整型常量,但应注意其有效范围。在一个整数的末尾加大写字母L或小写字母l,表示它是长整型(long int)。

    整型常量以二进制补码形式存储在计算机的存储单元中。

    浮点型常量:小数形式或指数形式的实数。在C语言编译系统中将浮点型常量按双精度浮点型处理。(C程序中的浮点型常量都是双精度浮点型常量)

    浮点型常量以规范化的二进制指数形式存储在计算机存储单元中。

    可以在常量的末尾加专用字符,强制指定常量的类型。

    1. 在常量后面加F或f表示是float型;
    2. 在实型常量后面加L或l表示long double型;

    有道云笔记详情:数据在内存中如何存储

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

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    一、数据类型

        首先必须得明白,在计算机中,任何文件、图片、视频等都是以二进制格式储存在储存介质中的一串编码,对于二进制数的每一位称作1bit(比特)。这里必须得再说一下,byte(字节)bit(比特)不是同一个东西,1byte=8bit,必须区分好。

        举个最简单的例子,你想在计算机中输入一个数15,由于15在二进制中为1111h,那么在计算机中我们就可以用4bit的储存空间来存储这个数15,这样就占去了内存中4bit的储存空间。

        然而,如果每一个数我们都用恰好的bit数来储存就会造成很大的不方便,至于为什么不方便,具体去参考下内存与CPU传输数据的方式、CPU读取数据的方式与CPU处理数据的方式。于是,在计算机中我们一般约定储存数据所用的bit数为8,16,32,64···通过这样的规定,我们储存每一个数据的时候使用的内存大小就有了一定的限制,而一般来说8bit所能存储的数据量较小,所以一开始规定使用8bit来表示符号(char),同时也可以表示255以内的整数(int),32bit以上才会用来表示小数。

        当然,这样规定是因为以前内存容量还比较小,内存很贵,因此内存的利用必须得非常节约。比如255能用8bit表示,那就绝对不会用16bit表示,但是现在随着内存越来越大,越来越便宜,而且CPU也从32位到了64位,那么索性所有整数、小数我都用64bit来表示也可以。通常所用的数据类型有整数(int),小数(float, double),符号(char),当然这些都是非常基础的东西,不是我们讨论的重点,只是作个引出,但是对理解数据的存储方式非常必要。

     

    二、内存地址

        至于内存地址是什么东西,这个可以用储物柜来类比。比如你去超市一般都有寄存物品的柜子,每一个柜子都有一个编号,每一个柜子里都可以放包等东西。那么对于内存,他也相当于有很多储存数据的“柜子”,那么我们要弄清楚的是对于一定大小的内存,到底有多少个柜子,每个柜子能放多少东西,这些弄明白了之后,对于数据如何存储在内存中就能了然于心了。

        通常我们电脑的内存大小为8G,那么8G内存有多大呢,让我们来计算一下,首先

    1GB=1024MB,1MB=1024KB,1KB=1024Byte,1Byte=8bit

    上面就是储存单位的换算,那么8GB的内存就是8*1024*1024*1024Byte,为什么我最后不用bit作单位呢,因为之前已经说过了,在计算机中使用内存的时候,我们习惯8bit,8bit的使用,也就是一用就是1Byte,所以最后我们不需要看到底有多少bit。通过上面的换算,其实也可以猜出来对于8G的内存,相当于有

    8*1024*1024*1024个储存东西的“柜子”,每个“柜子”能存放1Byte的数据

     要编号这么多个柜子,我们使用2进制的话需要33位才能完全编好,这也就是为什么32位CPU没法使用8G的内存,因为32位的CPU总线只有32位,他只能搜寻4G的内存空间,别的空间已经超过他的地址簿了!而64位系统能搜寻的内存范围则远远大于了8G!

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    32位系统中char,int型数据内存中的存储方式 计算机中存储整型类数据采用的是补码。 正数的补码与原码相同,负数的补码=反码+1 。 反码:符号位不动,数值位按位取反。 符号位:1表示负数,0表示正数 char也是一...
  • Java数据类型分为基本数据类型与引用数据类型。 1、 基本数据类型 ...byte:Java中最小的数据类型,在内存中...int:整型,用于存储整数,在内存中占4个字节,取值范围-2147483648~2147483647,默认值0 lo...
  • 之前在《位操作基础篇之位操作全面总结》中写了一个变量内存存储查看函数——PrintfBinary。由于这个函数只能查看整型数据,对浮点数类型数据,结构体对象,类对象都不能查看。因此写了个功能强大点的,方便以后使用...
  • Android数据访问存储内存读写

    万次阅读 2015-06-09 17:38:44
    Android数据存储内存读写主要分2大类内存:1、手机自身内存(/data);2、sdcard(/storge/sdcard);
  • 共享内存是一种在相同机器中的应用程序之间交换数据的有效方式。一个进程可创建一个可供其他进程访问的内存段,只要它分配了正确的权限。每个内存段拥有一个惟一的 ID(称为 shmid),这个 ID 指向一个物理内存区域...
  • 日常调试时发现一个问题,感觉与浮点数在内存中的存储方式有关,但又不知道其中的规律,还请大牛进行讲解。 简单的验证代码如下: int main(int argc, const char * argv[]) { // insert code here... double x_1 ...
  • 利用内存映射文件技术实现大数据量快速存储
  • from: http://blog.csdn.net/heiyeshuwu/article/details/7363828 来源:...共享内存是一种在相同机器中的应用程序之间交换数据的有效方式。一个进程可创
  • 数据内存中是如何存储

    千次阅读 2018-09-18 21:26:08
    计算机要处理的信息是多种多样的,如数字、文字、符号、图形、音频、视频等,这些信息在人们的眼里是不同的。但对于计算机来说,它们在内存中都是一样的,都是以二进制的形式来表示。 ...
  • 整型数据内存中如何存储

    千次阅读 2018-11-13 01:32:19
    整型数据内存中如何存储
  • c语言数据类型在内存中的存储方式

    千次阅读 2019-09-22 10:34:48
    c语言数据类型在内存存储方式 关于这个问题,这两天一直在思考,声明一个变量的数据类型,肯定是在内存中有记录,否则怎么表示为此类型呢? 网上的多数的解释不够详尽,大概意思就是说,数据类型与数据存储无关,...
  • 前言:在开发中,经常用到数组,ArrayList,HashMap等,他们在内存中是怎么存储的呢? 其实在他们在申请内存时,要么是一块连续的内存,要么是分散的,要么是内存和连续的结合使用。说白了在底层存储结构只有两种:...
  • double类型数据内存中中存储格式

    千次阅读 2017-04-20 13:55:18
    double类型数据内存中中存储格式一个值为-1.35的float类型数据,它在存储器里面怎么存储,存放的格式是什么 应该是ieee standard 754的存储方式。 也就是第一位是符号位,然后是8位指数位,然后是23位尾数IEEE...
  • double数据内存存储方式

    万次阅读 2017-04-12 18:41:32
     任何数据内存中都是以二进制(0或1)顺序存储的,每一个1或0被称为1位,而在x86CPU上一个字节是8位。比如一个16位(2字节)的short int型变量的值是1000,那么它的二进制表达就是:00000011 111
  • 数据库将数据存储在哪里?比如mysql。是存储内存还是硬盘里

空空如也

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内存是如何储存数据的