2.4 计算机中的数据表示 (con’d)

2.4.6 数据的度量与存储

数据对齐：假设字的宽度为 32 位（4 字节），按字节编址，那么

• 双字地址（如 double 8 字节）：首地址放在 8 的倍数
• 字地址（如 int 4 字节）：首地址放在 4 的倍数
• 半字地址（如 short 2 字节）：首地址放在 2 的倍数
• 字节地址（如 double 1 字节）：地址可随意

对齐访问：访问一个 4 字节的字时，其首地址必须是 4 的倍数。

非对齐访问：其首地址不一定是 4 的倍数，但是速度较慢。

如果数据不对齐时，读取多字节数据的时候，可能需要访存多次或者使用非对齐访问才能读取完整数据。

2.4.7 数据的检错 / 纠错

奇偶校验码：

步骤：在源部件和目的部件求出奇偶校验位 $P, P’’$，检查 $P = P’'$

优缺点：

• 只能发现奇数位出错，不能发现偶数位出错，而且也不能确定发生错误的位置，不具有纠错能力
• 开销小，适用于校验一字节长的代码，故常被用于存储器读写检查或按字节传输过程中的数据校验

2.4.8 基本指令和指令类型

指令系统：数据传送、运算、输入输出、系统控制、程序控制

数据传送指令：参数有原地址 + 目的地址

原子操作（？）：用一个内存单元存储一个锁的状态，在读写数据的时候，要先访问锁的状态是否为 $0$，才能继续访问内存单元，防止多个进程同时访问同一内存单元。

子程序调用和返回指令：

• 函数间转返：分为 CALL 和 RETURN 两种指令。为了解决函数嵌套和递归的调用，使用堆栈来保存返回的地址。常使用 基址偏移寻址。
• 参数传递：约定寄存器、约定存储单元、参数赋值、堆栈法
• 公用寄存器：…

子程序的运行步骤：

• 保存子程序运行时即将破坏的寄存器内容
• 从特定位置取输入参数
• 加工处理
• 将结果送到特定位置
• 恢复被破坏的寄存器内容
• 返回主程序

2.5 程序的机器级表示

2.5.1 MIPS 指令系统介绍

MIPS 指令格式：都是32位宽，按字地址对齐

R-Type：op rs rt rd shamt funct

I-Type：op rs rt immediate

J-Type：op target-address