計算機系統原理（五）信息存儲、十六進制與強制類型轉換

引言

信息 = 位 + 上下文。計算機用位表示一切，三大數值類型：無符號、補碼、浮點。固定位寬導致溢出。

信息存儲與字節寻址

最小可寻址單位為字節 (8 位)。虛擬內存視為字節數組，每字節有唯一虛擬地址。

十六進制表示法

1 hex = 4 bits，字節範圍 0x00~0xFF，便於閱讀二進制。

字長與虛擬地址空間

字長決定指針/整數標準大小。32 位系統地址空間 4GB，64 位理論 2⁶⁴ B（實際受限）。

數據大小差異

32/64 位下 C 基本類型大小對比：

強制類型轉換的四要素

解釋數據值取決於：位排列規則（大/小端）、起始位置、類型字節數、解釋方式。強制轉換改變後兩者。例：

unsigned int x = 0xFFFFFF61;
char *cp = (char *)&x;  // 小端機器讀取低字節 0x61 → 'a'

輸出 'a' 的四要素分析見文。

字符串與代碼表示

字符串按 ASCII 存儲，以 '\0' 結尾。代碼由編譯器翻譯為機器指令二進制。

小結

建立信息存儲、表示、轉換的整體認知。