假定一台32位字长的机器中,采用小端方式存放数据,浮点数用IEEE 754标准表示,float x=2.75;假设变量x的地址为0x0018ff40,请说明变量x在内存中是如何存储的,包括每个存储单元地址和内容。
时间: 2023-05-29 12:02:08 浏览: 210
在小端方式下,低位字节存储在低地址,高位字节存储在高地址。对于32位浮点数,它由符号位、8位指数和23位尾数组成,按照IEEE 754标准的格式存储。
因此,在地址0x0018ff40处存放的4个字节,分别是0x00、0x60、0x40、0x40,按照顺序排列为:
地址:0x0018ff40 0x0018ff41 0x0018ff42 0x0018ff43
内容:0x00 0x60 0x40 0x40
解释一下:首先,0x40表示尾数的最高位是1,其余位均为0,也就是说,尾数为1.1(二进制)=1.5(十进制)。然后,0x60表示指数是24,但是IEEE 754标准要求指数要减去偏移量127,因此实际指数是24-127=-103(十进制)。最后,符号位为0,表示正数。综上所述,2.75的32位二进制表示为:
0 1000 0011 1000 0000 0000 0000 0000
(符号位) (指数值-127) (尾数)
因此,在内存中存储的值为:
1.1(二进制)×2^-103×(-1)^0=2.75(十进制)
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```
+-----------+-----------+
| 11001100 | 01000010 | <- 地址 A
+-----------+-----------+
```
其中,12345678 的二进制表示为 `0000 1011 0101 1100 1100 0110 0100 1110`,在这里,我们将其拆分为 2 个字节,分别存放在地址 A、A+1 处。
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```
+-----------+-----------+-----------+
| 00000001 | 10111011 | 11001000 | <- 地址 A
+-----------+-----------+-----------+
```
其中,1.23 的二进制表示为 `00111111 11011101 01101100 11001100`,在这里,我们将其拆分为 3 个字节,分别存放在地址 A、A+1、A+2 处。
CPU 读取这个 double 类型数据时,需要先将地址 A 发送给内存控制器,内存控制器会将该地址所对应的 4 字节数据块全部读取到 CPU 的寄存器中,然后 CPU 会根据数据类型的大小和存放方式,将这些数据重新组合成一个 double 类型的数据。具体地,CPU 可以通过以下步骤完成这个任务:
1. 将地址 A 的数据和地址 A+1 的前 4 位(即 `0001`)进行拼接,得到 `00111111 11011101 01101101`;
2. 将地址 A+1 的后 4 位(即 `1000`)和地址 A+2 的数据进行拼接,得到 `00000000 00000000 00000000 11001100`;
3. 将步骤 1 和步骤 2 得到的两个 4 字节数据块进行拼接,得到 `00111111 11011101 01101101 11001100`;
4. 将步骤 3 得到的 8 字节数据转换为 double 类型的数据,即得到原始的数值 1.23。
可以看出,在非边界对齐的情况下,CPU 读取一个 double 类型的数据需要进行多次读取和拼接操作,会比较耗时。因此,在实际的编程中,我们应该尽量避免使用非边界对齐的方式来存储数据。