數(shù)據(jù)的寬度

數(shù)據(jù)的寬度是指數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的尺寸。在計(jì)算機(jī)中，所有數(shù)據(jù)的基本存儲(chǔ)單位都是字節(jié)（byte），每個(gè)字節(jié)占8個(gè)位（位是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的最小單位，而不是基本單位，因?yàn)樵诖鎯?chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)幾乎沒有按位進(jìn)行存儲(chǔ)的）。其他的存儲(chǔ)單位還有字（word）、雙字（dword）和八字節(jié)(qword)。

在計(jì)算機(jī)編程中，常用的幾個(gè)重要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單位分別就是byte、word和dword，這幾個(gè)存儲(chǔ)單位。

數(shù)值的表示范圍

在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)數(shù)值時(shí)，也是要依據(jù)前面的數(shù)據(jù)寬度進(jìn)行存儲(chǔ)的，那么在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)由于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的寬度限制，數(shù)值的表示也是有范圍限制的。那么byte、word 和dword能存儲(chǔ)多少數(shù)據(jù)呢？我們先來計(jì)算一下，如果按位存儲(chǔ)的話，能存儲(chǔ)多少個(gè)數(shù)據(jù)，再分別來計(jì)算以上三種單位能夠存儲(chǔ)的數(shù)值的范圍。

計(jì)算機(jī)使用二進(jìn)制進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)，一位二進(jìn)制最多能表示幾個(gè)數(shù)呢？因?yàn)槭嵌M(jìn)制數(shù)，只存在0和1兩個(gè)數(shù)，所以一位二進(jìn)制數(shù)最多能表示兩個(gè)數(shù)，分別是0和1。那么，兩位二進(jìn)制最多能表示幾個(gè)數(shù)呢？因?yàn)橐晃欢M(jìn)制數(shù)能表示兩個(gè)數(shù)，所以兩位二進(jìn)制數(shù)則能表示2的2次方個(gè)數(shù)，即4個(gè)數(shù)，分別是0、1、10、11。進(jìn)一步地，三位二進(jìn)制數(shù)能表示的就是2的3次方個(gè)數(shù)，即8個(gè)數(shù)，分別是0、1、10、11、100、101、110、111。

2的8次方是256，為什么數(shù)值只有0~255個(gè)呢？因?yàn)橛?jì)算機(jī)計(jì)數(shù)是從0開始，從0到255同樣是256個(gè)數(shù)，這里的2的8次方表示能夠表示數(shù)值的個(gè)數(shù)，而不是能夠表示數(shù)值的最大的數(shù)。
這里只給出了無符號(hào)整數(shù)的表示范圍，那么什么是無符號(hào)呢？數(shù)值分為有符號(hào)數(shù)和無符號(hào)數(shù)，有符號(hào)數(shù)是分整數(shù)和負(fù)數(shù)的，而無符號(hào)數(shù)值有整數(shù)沒有負(fù)數(shù)。負(fù)數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示有符號(hào)數(shù)時(shí)借助了最高位來進(jìn)行，如果最高位是0，那么就是整數(shù)，如果最高位是1則是負(fù)數(shù)。關(guān)于有符號(hào)數(shù)和無符號(hào)數(shù)不必過多地糾結(jié)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)表示數(shù)據(jù)是不區(qū)分有符號(hào)還是無符號(hào)的，有符號(hào)還是無符號(hào)是人在進(jìn)行區(qū)分。

有符號(hào)數(shù)和無符號(hào)數(shù)

數(shù)學(xué)中的數(shù)據(jù)分為正數(shù)和負(fù)數(shù)，在計(jì)算機(jī)中我們分為無符號(hào)數(shù)和有符號(hào)數(shù)，無符號(hào)數(shù)表示全是正數(shù)，有符號(hào)數(shù)表示有正數(shù)和負(fù)數(shù)。這里好比將容器貼個(gè)標(biāo)簽，將它貼上“無符號(hào)數(shù)”的標(biāo)簽，那么它里面都是正數(shù)。如果它的標(biāo)簽是“有符號(hào)數(shù)”，那么它里面的數(shù)據(jù)可能是正數(shù)也是負(fù)數(shù)。它里面的電路數(shù)量是一定的，它能表示的開關(guān)組合也是一定的，那么它到底是按無符號(hào)數(shù)看還是有符號(hào)數(shù)看，關(guān)鍵在于它標(biāo)簽是什么。

如下圖，數(shù)據(jù)寬度為4的容器能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制為“0~F”，使用一個(gè)圓球表示

無符號(hào)數(shù)表示范圍：0?1?2?3?4?5?6?7?8?9?A?B?C?D?E?F，箭頭方向表示增加方向?有符號(hào)數(shù)：
正數(shù)表示范圍：0?1?2?3?4?5?6?7

負(fù)數(shù)表示范圍：-1?-2?-3?-4?-5?-6?-7?-8（從半圓F起到8，所以F表示-1,8表示-8）

無符號(hào)數(shù)不難理解，而有符號(hào)數(shù)則是從中間一分為二，左邊為負(fù)數(shù)，右邊為正數(shù)。同一個(gè)圓把它看成無符號(hào)數(shù)它是一個(gè)正數(shù)，如果把它看成是有符號(hào)數(shù)則是有正有負(fù)。比如F，它如果是無符號(hào)數(shù)，就是15，如果是有符號(hào)數(shù)它就是-1。

字節(jié)序

字節(jié)序也稱為字節(jié)順序，在計(jì)算機(jī)中對(duì)數(shù)值的存儲(chǔ)有一定的標(biāo)準(zhǔn)，而該標(biāo)準(zhǔn)隨著系統(tǒng)架構(gòu)的不同而不同。了解字節(jié)存儲(chǔ)順序?qū)τ谀嫦蚬こ淌且豁?xiàng)基礎(chǔ)知識(shí)，在動(dòng)態(tài)分析程序的時(shí)候，往往需要觀察內(nèi)存數(shù)據(jù)的變化情況，這就需要我們?cè)谡莆諗?shù)據(jù)的存儲(chǔ)寬度、范圍之后，進(jìn)一步了解字節(jié)順序。

通常情況下，數(shù)值在內(nèi)存中存儲(chǔ)的方式有兩種，一種是大尾方式，另一種是小尾方式。關(guān)于字節(jié)序的知識(shí)，通過一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就可以掌握。

比如有0x01020304（C語言中對(duì)十六進(jìn)制數(shù)的表示方式）這樣一個(gè)數(shù)值，如果用大尾方式存儲(chǔ)，其存儲(chǔ)方式為01020304，而用小尾方式進(jìn)行存儲(chǔ)則是04030201，用更直觀的方式展示其區(qū)別，如表所列。

從兩個(gè)地址列可以看出，地址的值都是一定的，沒有變化，而數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)順序卻是不相同的。從表中可以得到如下結(jié)論。

大尾存儲(chǔ)方式：內(nèi)存高位地址存放數(shù)據(jù)低位字節(jié)數(shù)據(jù)，內(nèi)存低位地址存放數(shù)據(jù)高位字節(jié)數(shù)據(jù)；

小尾存儲(chǔ)方式：內(nèi)存高位地址存放數(shù)據(jù)高位字節(jié)數(shù)據(jù)，內(nèi)存低位地進(jìn)存放數(shù)據(jù)低位字節(jié)數(shù)據(jù)。

通常情況下，Windows操作系統(tǒng)兼容的CPU為小尾存儲(chǔ)方式，而Unix操作系統(tǒng)兼容的CPU多為大尾存儲(chǔ)方式。在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的字節(jié)順序使用的是大尾存儲(chǔ)方式。