Datorer använder binär kod, ett språk som består av 0s och 1s . Denna binära kod utgör grunden för alla datoroperationer, vilket möjliggör allt från rendering av videor till bearbetning av komplexa algoritmer. En enda bit är en 0 eller a 1 , och åtta bitar utgör en byte. Medan vissa data, som vissa engelska tecken, kan representeras av en enda byte, kräver andra datatyper flera byte. Konceptet av endianness är avgörande för att förstå hur dessa bytes läses och tolkas av datorer.

Vad är Endianness?

Endianness hänvisar till den ordning i vilken bytes är ordnade i minnet. Olika språk läser sin text i olika ordningsföljder. till exempel läser engelska från vänster till höger, medan arabiska läser från höger till vänster. Endianness fungerar likadant för datorer. Om en dator läser bytes från vänster till höger och en annan läser dem från höger till vänster, uppstår problem när dessa datorer behöver kommunicera.

bash för loop

Endianness säkerställer att bytes i datorns minne läses i en viss ordning. Varje datorsystem är internt förenligt med sin egen data, men internets tillkomst har lett till mer datadelning än någonsin tidigare, och alla system läser inte data i samma ordning.

Endianness kommer i två primära former: Big-endian (BE) och Little-endian (LE).

• Big-endian (BE) : Lagrar den mest signifikanta byten (den stora delen) först. Det betyder att den första byten (vid den lägsta minnesadressen) är den största, vilket är mest meningsfullt för personer som läser från vänster till höger.
• Little-endian (LE) : Lagrar den minst signifikanta byten (den lilla änden) först. Det betyder att den första byten (vid den lägsta minnesadressen) är den minsta, vilket är mest meningsfullt för personer som läser höger till vänster.

Vad är Big-endian?

I ett big-endian-system är mest signifikanta byte (MSB) lagras på den lägsta minnesadressen. Detta innebär att den stora delen (den viktigaste delen av data) kommer först. Till exempel ett 32-bitars heltal0x12345678>skulle lagras i minnet enligt följande i ett big-endian-system:

Address: 00 01 02 03 Data: 12 34 56 78>

Här, 0x12 är den mest signifikanta byten, placerad på den lägsta adressen ( 00 ), följd av 0x34, 0x56, och 0x78 på den högsta adressen ( 03 ).

Vad är Little-endian?

Ett litet-endian-system lagrar minst signifikanta byte (LSB) vid den lägsta minnesadressen. Den lilla änden (den minst betydande delen av data) kommer först. För samma 32-bitars heltal0x12345678>, skulle ett litet-endian-system lagra det som:

Address: 00 01 02 03 Data: 78 56 34 12>

Här, 0x78> är den minst signifikanta byten, placerad på den lägsta adressen ( 00 ), följd av 0x56> , 0x34> , och 0x12> på den högsta adressen ( 03 ).

Betydelsen av Most Significant Byte (MSbyte) i Little and Big Endian:

Förstå begreppet Mest betydande byte (MSbyte) hjälper till att förtydliga endianness ytterligare. Låt oss använda ett decimaltal för att illustrera.

Tänk på decimaltalet 2 984. Ändring av siffran 4 till 5 ökar siffran med 1, medan ändring av siffran 2 till 3 ökar siffran med 1 000. Detta koncept gäller även för bytes och bitar.

sortera en arraylist java

• Mest betydande byte (MSbyte) : Byten som har det högsta positionsvärdet.
• Minst signifikanta byte (LSbyte) : Byten som har det lägsta positionsvärdet.

I big-endian-format lagras MSbyte först. I little-endian-format lagras MSbyte sist.

När kan Endianness vara ett problem?

Endianness måste övervägas i olika datorscenarier, särskilt när system med olika byteordningar behöver kommunicera eller dela data.

1. Unicode-tecken: Unicode, teckenuppsättningen som används universellt över enheter, använder en speciell teckenbytesekvens som kallas Byte Order Mark (BOM). De BRA informerar systemet om att den inkommande strömmen är Unicode, anger vilken Unicode-teckenkodning som används och indikerar endian-ordningen för den inkommande strömmen.
2. Programmeringsspråk: Vissa programmeringsspråk kräver att byteordningsföljden specificeras. Till exempel i Snabb , används för iOS utveckling kan du definiera om data lagras i big-endian eller lite-endian format .
3. Nätverksprotokoll: Olika protokoll har dykt upp historiskt, vilket leder till behovet av interaktion. Big-endian är den dominerande ordningen i nätverksprotokoll och kallas nätverksordning. Omvänt använder de flesta datorer liten endian formatera. Att säkerställa interoperabilitet mellan dessa format är avgörande i nätverkskommunikation.
4. Processordesign: Processorer kan designas för att vara antingen liten-endian, big-endian, eller bi-endian (kan hantera båda). Konsumenternas val och de efterföljande marknadstrenderna har påverkat vad som anses normalt i datorsystem idag.

Varför är Endianness ett problem?

Endianness blir ett problem främst på grund av samspelet mellan olika system och protokoll. Historisk protokollutveckling ledde till varierande byteordningskonventioner, vilket nödvändiggjorde datakonvertering för kompatibilitet. I överordnade språk och abstrakta miljöer hanteras endianness ofta bakom kulisserna, vilket minskar behovet av oro för utvecklarna. Men att förstå endianness är fortfarande avgörande för lågnivåprogrammering, nätverksprotokolldesign och datakompatibilitet.

Slutsats

Endianness är hur bytes ordnas i datordata. Big-endian och liten endian är två sätt att ordna bytes, var och en med fördelar. Att förstå endianness är mycket viktigt för utvecklare som arbetar med lågnivådata, nätverk och systemkompatibilitet. Medan liten endian är vanligt, båda formaten är fortfarande viktiga när tekniken utvecklas. Strategier för att hantera data över endian-konventioner kommer att fortsätta att utvecklas för att säkerställa kompatibilitet och prestanda.