現代計算機存儲和處理的信息都是用二進制表示的，即0和1。

用多個二進制比特位的不同組合和不同解釋能夠表示數量有限的元素，比如用32位比特的組合則有2^32種可能，因此它能表示從0開始到4294967295 (2^32個)。

需要程序員關注的是三種二進制解釋：1. 無符號二進制的組合解釋；2. 有符號二進制的組合解釋；3. 浮點數二進制的組合解釋。

這些不同解釋組合能夠進行的操作也不一樣，比如有符號和浮點數雖然邏輯上都能加減乘除，但CPU的具體硬件運算實現細節實現肯定不同。

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由于是用多個二進制比特位的來進行組合的，因此其能夠表示的數量是有限的。超出表示范圍之后是什么行為？這種超出范圍的描述稱為：溢出。在C++中，無符號類型溢出表現是初始值對所有可能的值取模后的余數；有符號行為則不確定。

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對于整數來說，其表示是精確的，假設1用0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001表示，那么0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001就是1，不會是2。

對于浮點數來說，其表示是近似值，因為某段范圍內小數的個數是無窮的，無法完全表示，比如1和2之間的小數個數就不能完全表示出來。

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操作系統為每個進程抽象了虛擬內存的概念，使得每個程序認為它獲得到的內存是連續的。事實上，內存空間是不連續的。此外，操作系統還對內存空間進行劃分，有些專門存儲代碼指令，有些專門存儲數據信息，根據這些不同劃分，操作系統可以附加一些措施，從而阻止緩沖區溢出攻擊。例如，我們可以在C/C++中通過自行分配一段堆內存，然后在該堆內存上構建二進制指令，再嵌入匯編，使用jmp指令跳轉到堆內存上執行構建的二進制指令。Linux和Windows通過使用一種叫做dep的技術來檢查當前內存是用于存儲數據的，不應該當做指令執行，從而阻止惡意代碼。

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在C/C++等編程語言中，雖然存取不同類型的變量都是通過訪問變量名來實現的，但其底層實現并不相同，如下：

#include <iostream>int main() {int i;i = 5;short s;s = 6;return 0; }

通過反匯編，查看二進制機器碼，可以發現不同類型的變量的讀寫用的是不同指令，對于int類型的局部變量的寫入，只用了一條指令，而short類型的局部變量的寫入，用了兩條指令，先是寫入到eax寄存器，然后再從eax的低位寄存器ax中寫入到變量中。

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從這里也可以聯想到C/C++中的指針，為什么會有不同類型的指針，這是因為語言層面的類型指針在編譯之后所生成二進制機器碼不同，當然讀寫的字節數也不一樣。

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轉載于:https://www.cnblogs.com/pluse/p/10092241.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的深入理解计算机操作系统：第2章 信息的表示和处理（学习笔记）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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