Порядок байтов

редактировать
Порядок байтов в компьютерном слове

В вычислениях, порядок байтов - это порядок или последовательность байтов в слове цифровых данных в памяти компьютера. Порядок байтов в основном выражается как прямой порядок байтов (BE) или обратный порядок байтов (LE). Система с прямым порядком байтов хранит старший значащий байт слова по наименьшему адресу памяти и младший значащий байт по наибольшему. Система с прямым порядком байтов, напротив, хранит младший байт по наименьшему адресу. Порядок байтов может быть инсталлятором для описания порядка, в биты передаются по каналу связи. Битовый порядок байтов редко используется в других контекстах.

Компьютеры хранят информацию в группах двоичных битов разного размера. Каждой группе присваивается номер, называемый ее адресом, который компьютер использует для доступа к этим данным. На большинстве современных компьютеров самая маленькая группа данных с адресом имеет длину восемь бит и называется байтом. Группы большего размера содержат два или более байта, например, 32-битное слово содержит четыре байта. Есть два метода пронумеровать отдельные байты в большей группе, начиная с обоих концов. Оба типа байтов широко используются в цифровой электронной технике. Первоначальный выбор порядка байтов для нового дизайна часто бывает произвольным, но более поздние технологические пересмотры и обновления сохраняют существующий порядок байтов, чтобы поддерживать обратную совместимость.

Внутри любой компьютер будет работать одинаково хорошо, независимо от того, какой порядок байтов он использует с момента его использования. оборудование будет использовать одинаковый порядок байтов для хранения, так и для загрузки данных. По этой причине программисты и пользователи компьютеров обычно игнорируют порядок байтов на компьютере, с помощью которых они работают. Однако использование байтов отличается от ожидаемого. Однако порядок байтов может стать проблемой при перемещении данных компьютера - например, при передаче данных между разными компьютерами или при исследовании байтов внутреннего компьютера из дампа памяти .. В этих случаях необходимо понимать порядок байтов данных. Двусторонний порядок следования данных - это функция, поддерживаемая многочисленными компьютерными архитектурами, которые переключаемый порядок следования байтов при выборе и сохранении данных или выборке инструкций.

Большой порядок байтов является доминирующим порядком в сетевых протоколах, например, в наборе интернет-протоколов, где он регистрируется как сетевой порядок, передавая наиболее важные сначала байт. И наоборот, прямой порядок байтов является преобладающим порядком для архитектурных процессов (x86, большинства реализаций ARM, базовые реализации RISC-V ) и их собственными памятью. Форматы файлов могут использовать любой порядок; в некоторых форматах используется сочетание того и другого.

Термин также может быть в более общем смысле для внутреннего упорядочивания любого представления, такого как цифры в системе счисления или разделах даты. Числа в нотации разрядов записываются цифрами в обратном порядке порядка байтов, даже в скриптах с письмом справа налево. Используется обратный порядок цифр для числовых литералов, а также обратный порядок байтов для операций битового сдвига (а именно «влево»] смещается в сторону MSB), независимо от порядка байтов архитектуры.

Содержание
  • 1 Классический пример
  • 2 Этимология
  • 3 Основы
  • 4 Аппаратное обеспечение
    • 4.1 История
    • 4.2 Текущие архитектуры
    • 4.3 Двусторонний порядок байтов
    • 4.4 Плавающая точка
    • 4.5 Параметры длины
    • 4.6 Оптимизация
    • 4.7 Порядок вычислений
      • 4.7.1 Операции, начинающиеся с младшего разряда
      • 4.7.2 Операции, начинающиеся со старшего разряда
      • 4.7.3 Операнды переменных длина
      • 4.7.4 Операции без воздействия
    • 4.8 С прямым порядком байтов
    • 4.9 PDP с порядком байтов
    • 4.10 Honeywell Series 16
    • 4.11 Дескрипторы сегмента Intel IA-32
  • 5-байтовая адресация
  • 6 Обмен байтами
  • 7 Файлы и файловые системы
  • 8 Сеть
  • 9 Порядок байтов
  • 10 Примечания
  • 11 Ссылки
    • 11.1 Цитаты
    • 11.2 Источники
  • 12 Дополнительная литература
  • 13 Внешние ссылки
Классический пример

Архитектура с прямым порядком байтов хранит старший байт многобайтового объекта (здесь 32-битное целое число без знака) по наименьшему адресу памяти место хранения, увеличивает адрес s для каждого менее значимого байта. Это проиллюстрировано на первом рисунке (слева), где адрес места хранения представлен как a, следующего как + 1 и т. Д., А данные должны быть сохранены, имеют значение 168496141 dec = 0x0A0B0C0D в обоих случаях:

Big-endian Младший порядок байтов

На правом графике показано представление с прямым порядком байтов. С помощью адреса памяти (a) числовое значение каждой цифры увеличивается, так что старший байт сохраняется по наивысшему адресу области хранения. Допустимое обозначение данных в хранилище может быть 0x0D, 0x0C, 0x0B, 0x0A = 0Dh, 0C h, 0B h, 0A h.

этойология

Прилагательное endian происходит из сочинений англо-ирландского писателя 18 века Джонатана Свифта. В романе 1726 года Путешествие Гулливера он изображает конфликт между сектами лилипутов, разделенных на те, кто ломает скорлупу вареного яйца с большого конца или с маленького конца. Он назвал их «обратным порядком байтов» и «обратным порядком байтов».

Дэнни Коэн ввел в компьютерную науку термины с прямым порядком байтов и обратным порядком байтов в своей статье об экспериментах в Интернете опубликовано в 1980 году.

Основы

Компьютерная память из встроенной ячеек памяти (наименьшие адресные блоки), обычно называемых байтами. Каждый байт идентифицируется и доступен в аппаратном и программном городе по его адресу памяти. Если общее количество байтов в памяти равно n, то адреса нумеруются от 0 до n - 1. Компьютерные программы часто используют структуры данных полей, которые могут содержать больше данных, чем хранится в одном байте. Для целей статьи, где его использование в качестве операнда инструкции имеет значение, «поле» из последовательной этой последовательности байтов и представляет собой простое значение данных, которым - по крайней мере - можно управлять с помощью одной аппаратной инструкции. Адрес такого поля - это в основном адрес его первого байта. Вдобавок к этому он должен иметь числовой тип в некоторой позиционной системе счисления (в основном с основанием 10 или с основанием 2 - или с основанием 256 в случае 8-битных байтов). В системе счисления «значение» цифры определяет не только ее положение как отдельные цифры, но также и положением, которое она занимает в полном числе, ее «значимостью». Эти позиции могут быть отображены в памяти в основных функциях памяти:

  • уменьшение числовой значимости с повреждениями памяти, известное как обратный порядок байтов, и
  • увеличение числовой значимости с повреждениями памяти (или повреждение время), известное как little-endian.

Числа, записанные арабскими цифрами, когда они встроены в систему записи слева направо , могут рассматриваться как big-endian, потому что самая значимая цифра идет первой. В современном иврите он по-прежнему считается с прямым порядком байтов, как если бы это был отрывок с письмом слевао. Однако, когда он встроен в арабский язык, он обычно считается прямым порядком байтов.

Аппаратное обеспечение

История

Многие исторические и правильные процессоры используют представление памяти с прямым порядком байтов, либо исключительно, либо как вариант дизайна. Представление памяти с прямым порядком байтов обычно называется сетевым порядком, используемым в наборе интернет-протоколов. Другие типы процессоров используют просмотр памяти с прямым порядком байтов; другие используют еще одну схему, называемую «средний порядок байтов », «смешанный порядок байтов» или «PDP-11 -конечный».

IBM System / 360 использует порядок байтов с прямым порядком байтов, как и его преемники System / 370, ESA / 390 и z / Архитектура. PDP-10 также использует обратную адресацию для байтовых инструкций. Миникомпьютер IBM Series / 1 также использует порядок байтов с прямым порядком байтов.

Работа с данными с разным порядком байтов иногда называется проблемой NUXI. Эта терминология ссылается на конфликты порядка байтов, возникшие при адаптации UNIX, работавшей на PDP-11 со смешанным байтов, на компьютер IBM Series / 1 с прямым порядком байтов. Unix была одной из первых систем, позволяющей компилировать один и тот же код для различных с внутренним представлением. Одна из первых преобразованных программ должна была быть распечатать Unix, но на Series / 1 вместо этого было напечатано nUxi.

Datapoint 2200 использует простую последовательную логику с прямым порядком байтов, чтобы облегчить распространение переноса. Когда Intel разработала микропроцессор 8008 для Datapoint, для совместимости использовался метод little-endian. Поскольку Intel не смогла поставить 8008 вовремя, Datapoint использовалась эквивалент интеграции среднего масштаба, но принцип прямого порядка байтов сохранялся в большинстве проектов Intel, включая MCS-48 и 8086 и его преемники x86. DEC Alpha, Atmel AVR, VAX, семейство MOS Technology 6502 (включая Western Design Center 65802 и 65C816 ), Zilog Z80 (включая Z180 и eZ80 ), Altera Nios II и многие другие процессоры и семейства процессоров также имеют прямой порядок байтов.

Процессоры Motorola 6800 / 6801, 6809 и 68000 серии использовали формат с прямым порядком байтов.

Intel 8051, отличие от других процессоров Intel, ожидает 16-битные адреса для LJMP и LCALL в формате big-endian; однако инструкции xCALL сохраняют адрес в стеке в формате с обратным порядком байтов.

SPARC исторически использовался с прямым порядком байтов до версии 9, то есть с обратным порядком байтов ; аналогично ранние процессоры IBM POWER были с прямым порядком байтов, но потомки PowerPC и Power ISA теперь имеют обратный порядок байтов. Архитектура ARM была с прямым порядком байтов до версии 3, когда она стала двунаправленной.

Текущие архитектуры

Процессоры Intel x86 и AMD64 / x86-64 используют формат с прямым порядком бай байтов. Другие архитектуры набора команд, следуют этому соглашению, разрешая только режим с прямым порядком байктов, которые включают Nios II, Andes Technology NDS32 и Qualcomm Hexagon.

Некоторые архитектуры наборов команд позволяет запуск программного обеспечения с прямым порядком байтов на мощность с обратным порядком байтов. Сюда входят ARM AArch64, Power ISA и RISC-V.

Архитектуры с прямым порядком байтов, включая IBM z / Architecture, Freescale ColdFire (который основан на Motorola 68000 series ), Atmel AVR32 и OpenRISC. Операционные системы IBM AIX и Oracle Solaris с обратным порядком байтов Power ISA и SPARC работают в режиме прямого байта; некоторые дистрибутивы Linux on Power перешли в режим прямого порядка байтов.

Двусторонний порядок

Некоторые (включая ARM версии 3 и выше, PowerPC, Alpha, SPARC V9, MIPS, PA-RISC, SuperH SH-4 и IA-64 ) имеют настройку, которая позволяет переключать порядок байтов при выборке и сохранении данных, выборке инструкций или и том и другом. Эта функция может повысить производительность или упростить логику работы сетевых устройств и программного обеспечения. Слово с обратным порядком байтов, когда говорится об оборудовании, обозначает способность вычислять или данные в любом формате с прямым порядком байтов.

Многие из этих архитектур можно переключить с помощью программного обеспечения по умолчанию формат с порядком байтов (обычно это делается при запуске компьютера); однако в некоторых системах порядок байтов по умолчанию выбирается аппаратно на материнской плате и не может быть изменен с помощью программного обеспечения (например, Alpha, которая работает только в режиме прямого байта на Cray T3E ).

Обратите внимание, что термин «двунаправленный порядок байтов» относится в первую очередь к тому, как обрабатывает доступ к данным. Доступ к инструкциям (выборка командных слов) на данном процессе может по-прежнему предполагать фиксированный порядок следования байтов, даже если доступ к данным является полностью двузначным, хотя это не всегда так, например, в Intel IA-64 на базе процессора Itanium, который позволяет и то, и другое.

Также обратите внимание на то, что некоторые ЦП с номинальным обратным порядком байтов требуют помощи материнской платы для переключения порядка байтов. Например, 32-разрядные процессоры для настольных ПК в режиме прямого порядком байтов как с прямым порядком байтов с точки зрения выполняемых программ, но им требуется, чтобы материнская плата выполняла 64-разрядный обмен. по всем 8-ми байтовым дорожкам, чтобы риск, что прямой байтов будет работать к устройствам ввод-вывод. В этом необычном оборудовании материнской платы программное обеспечение устройства должно записывать данные по разным адресам, чтобы отменить незавершенное преобразование, а также выполнять нормальную замену байтов.

Некоторые процессоры, такие как многие процессоры PowerPC, предназначены для встроенного использования, и почти все процессоры SPARC позволяют выбирать порядок байтов для каждой страницы.

Процессоры SPARC с конца 1990-х годов (процессоры, совместимые с «SPARC v9») позволяют выбирать порядок следования данных для каждой отдельной инструкции, которая загружается из или сохраняется в памяти.

Архитектура ARM поддерживает два режима прямого байта, называемые BE-8 и BE-32 . Процессоры до ARMv5 база только режим BE-32 или Word-Invariant . Здесь любой естественно выровненный 32-битный работает как в режиме прямого порядком байтов, но к байту или 16-битному перенаправляется на соответствующий адрес, а невыровненный доступ не разрешен. ARMv6 представляет режим BE-8 или Byte-Invariant, в котором доступ к одному байту работает так же, как в режиме с прямым порядком байтов, но с доступом к 16-битному, 32-битному или (начиная с ARMv8) 64-битному слову приводит к обмену байтами данных. Это упрощает доступ к невыровненной памяти, а также доступ с отображением памяти к регистрам, отличным от 32-битных.

У многих процессоров есть инструкции для преобразования слов в регистре с обратным порядком байтов, то есть они меняют порядок байтов в 16-, 32- или 64-битном слове. Однако все биты не меняются отдельными местами.

Последние процессоры с архитектурой Intel x86 и x86-64 имеют инструкцию MOVBE (Intel Core с поколения 4, после Atom ), которая выбирает слово формата с прямым порядком байтов. по памяти или записывает слово в память в формате big-endian. В остальном эти процессоры являются полностью прямым порядком байтов. У них также уже был ряд инструкций свопинга для изменения порядка байтов содержимого регистров, например, когда слова уже были извлечены из ячеек памяти, где они были в «неправильном» порядке байтов.

Плавающая точка

Хотя сегодня повсеместно распространенные процессоры x86 используют память с прямым порядком байтов для всех типов (целые числа, числа с плавающей запятой), существует ряд аппаратных архитектур, где с плавающей запятой числа представлены в форме с прямым порядком байтов, а целые числа - с прямым порядком байтов. Существуют процессоры ARM, которые имеют представление с плавающей запятой наполовину с прямым порядком байтов, наполовину с прямым порядком байтов с плавающей запятой для чисел с двойной точностью: оба 32-битных слова хранятся в обратном порядке байтов, как целочисленные регистры, но наиболее значимые один первый. Существало много форматов с плавающей запятой, для которых не было стандартного представления «сеть », в стандарте XDR в качестве представления используется IEEE 754 с прямым порядком байтов. Поэтому может показаться странным, что широко распространенный стандарт IEEE 754 с плавающей запятой не определяет порядок байтов. Теоретически это означает, что даже стандартные данные с плавающей запятой IEEE, записанные на одной машине, могут быть нечитаемы на другую машину. Однако на стандартных современных компьютерах (т. Е. Реализующих IEEE 754) на практике можно предположить, что порядок байтов для чисел с плавающей запятой такой же, как и для целых чисел, что делает преобразование независимо от типа данных. (Маленькие встроенные системы, использующие специальные форматы с плавающей запятой, могут быть другим вопросом.)

Данные переменной длины

Большинство инструкций, рассмотренных до сих пор, содержат размер (длину) его операнды в коде операции . Часто доступные длины операндов - 1, 2, 4, 8 или 16 байтов. Но есть также архитектуры, в которых длина операнда может храниться в отдельном поле инструкции или в самом операнде, например. грамм. с помощью словесного знака . Такой подход позволяет использовать операнды с длиной до 256 байт или даже с полным объемом памяти. Типами данных таких операндов являются символьные строки или BCD.

. Машины, способные манипулировать такими данными с помощью одной инструкции (например, сравнить, добавить), являются e. грамм. IBM 1401, 1410, 1620, System / 3x0, ESA / 390 и z / Архитектура, все они типа big-endian.

Оптимизация

Система с прямым порядком байтов имеет свойство, заключающееся в том, что одно и то же значение может быть прочитано из памяти с разной длиной без использования разных адресов (даже когда наложены ограничения на выравнивание ). Например, 32-битная ячейка памяти с содержимым 4A 00 00 00может быть прочитана по тому же адресу, что и 8-битная (значение = 4A), 16- бит (004A), 24-битный (00004A) или 32-битный (0000004A), все из которых сохраняют одно и то же числовое значение. Хотя это свойство с прямым порядком байтов редко используется непосредственно высокоуровневыми программистами, оно часто используется оптимизаторами кода, а также программистами на языке ассемблера.

Говоря более конкретно, такая оптимизация эквивалентна следующему C-коду, возвращающему истину в большинстве систем с прямым порядком байтов:

union {uint8_t u8; uint16_t u16; uint32_t u32; uint64_t u64; } u = {.u64 = 0x4A}; помещает (u.u8 == u.u16 u.u8 == u.u32 u.u8 == u.u64? "true": "false");

Хотя это и не разрешено C ++, такой код перфорирования типа разрешен как "определяемый реализацией" стандартом C11 и обычно используется в коде, взаимодействующем с оборудованием.

С другой стороны, в некоторых ситуациях может быть полезно получить приближение к многобайтовому или многословному значению путем чтения толькоего наиболее значимой части вместо полного представления; процессор с прямым порядком байтов может считывать такое приближение, используя тот же базовый адрес, который использовался бы для полного значения.

Оптимизация такого типа не переносима между системами с разным порядком байтов.

Порядок вычислений

Некоторые операции в позиционных системах счисления имеют естественный или предпочтительный порядок, в котором должны быть элементарные шаги. Этот порядок может повлиять на их производительность на маломасштабных процессорах с байтовой адресацией и микроконтроллерами.

Однако высокопроизводительные процессоры обычно извлекают типичные многобайтовые операнды из памяти за то же время, за которые они извлекли бы один байт., поэтому порядок байтов не влияет на сложность оборудования.

Операции, начинающиеся с младшей значащей цифры

Как учили в школе, сложение, вычитание и умножение начинаются с позиции младшей значащей цифры и распространяют перенос на последующие более значимая позиция. Адресация многозначных данных в их первом (= наименьшем адресе) байте преобладающей схемой адресации. Когда этот первый байт содержит младшую значащую цифру, что эквивалентно прямым порядком байтов, то реализация этих операций несколько проще.

Операции, начинающиеся со старшей значащей цифры

Сравнение и деление начинаются с наиболее значимой цифры и переносятся на последующие менее значимые цифры. Для числовых значений фиксированной длины (обычно длины 1,2,4,8,16) реализация этих операций на машинах с прямым порядком байтов немного проще.

Операнды нормальной длины

В языке программирования C лексикографическое сравнение символьных строк должно быть проведено подпрограммы, которые часто реализуются как подпрограммы (например, strcmp ).

Многие процессы с прямым порядком байтов содержат аппаратные инструкции для лексикографического сравнения символьных длин длины (например, IBM System / 360 и его преемники).

Операции без воздействия

Нормальный перенос данных с помощью оператора присвоения в принципе не зависит от порядка байтов процессора.

От среднего порядка байтов

Возможны многочисленные другие порядки, обычно называемые средним порядком байтов или смешанным порядком байтов. Одним из таких случаев за пределами информатики является стандартное американское форматирование даты месяц / день / год.

PDP-endian

PDP-11 в принципе является 16-битной системой с прямым порядком байтов. В инструкциях по преобразованию между значениями плавающей запятой и целыми числами в дополнительном устройстве с плавающей запятой PDP-11/45, PDP-11/70 и в некоторых более поздних процессорах хранятся 32-битные целые длинные значения с двойной точностью с 16-битные половины поменялись местами в ожидаемом порядке с прямым порядком байтов. Компилятор UNIX C использовал тот же формат для 32-битных целых чисел. Этот порядок известен как PDP-endian.

Способ интерпретации этого порядка байтов состоит в том, что 32-битное целое число сохраняет как два 16-битных слова с прямым порядком байтов, но сами слова имеют прямой порядок байтов (Например, «jag cog sin» будет « gaj goc nis »):

Хранение 32-битного целого числа, 0x0A0B0C0D, на PDP-11
возрастающих адресов →
...0Bh0Ah0Dh0Ch...
...0A0B h0C0D h...

16-битные значения здесь к их числовым значениям, а не к их фактическому расположению.

Honeywell Series 16

16-битные компьютеры Honeywell Series 16, включая Honeywell 316, являются противоположностью PDP-11 в хранении 32-битных слов в C. Он хранит 16-битное слово в обратном порядке, но объединяет их вместе с прямым порядком байтов:

хранение 32-битного целого числа, 0x0A0B0C0D, на возрастающихах Honeywell 316
...0Ch0Dh0Ah0Bh...
...0C0D h0A0B h...

Дескрипторы сегмента Intel IA-32

Дескрипторы сегмента из IA-32 и совместимые процессоры сохраняют 32-битный базовый адрес сегмента, сохраненный в порядке прямого байта, но в четырехоследовательных байтах в относительных позициях 2, 3, 4 и 7 начала дескриптора.

Байтовая адресация

Мало-конечное представление целых чисел имеет значение, возрастающее слева направо, если написано e. грамм. в дампе памяти . Другими словами, при визуализации он кажется перевернутым, является странностью для программистов.

Такое поведение в основном беспокоит программистов, использующих FourCC или аналогичные методы, включающие упаковку символов в целое число, так что оно становится последовательностью определенных символов в памяти. Определим нотацию 'John'как результат записи символов в шестнадцатеричном формате ASCII и простой результат добавления 0xвпереди, и аналогично для более коротких последовательностей (a Многосимвольный литерал C, в стиле Unix / MacOS):

'John' шестнадцатеричный 4A 6F ​​68 6E ---------------- ->0x4A6F686E

На машинех с прямым порядком байтов отображается слева направо, что соответствует правильному порядку строк для чтения результата:

возрастающие адреса →
...4Ah6Fh68h6Eh...
...'J''o''h''n'...

Но на машине с прямымком байтов см.:

возрастающие адреса →
...6Eh68h6Fh4Ah...
...'n''h''o''J'...

Машины с прямым порядком байтов, такие как Honeywell 316 выше, еще больше усложняют это: 32-битное значение сохраняется в виде двух 16-битных слов 'hn' 'Jo' в маленьких - endian, сами с прямым порядком байтов (таким образом, 'ч' 'н' 'J' 'o').

Этот конфликт между структурами памяти двоичных данных и текста является неотъемлемой частью мира с прямым порядком байтов.

Обмен байтами

Обмен байтами состоит из маскирования каждого байта и их сдвига в правильное место. Многие компиляторы системы встроенные модули, которые, вероятно, будут скомпилированы в инструкции собственного процессора (bswap/ movbe), например __builtin_bswap32. Программные интерфейсы для обмена включают:

  • Стандартные функции контроля порядка следования в сети (от / до BE, до 32-битных). Windows имеет 64-битное расширение в функциях winsock2.h.
  • BSD и Glibc endian.h(из / в BE и LE, вплоть до 64-бит).
  • macOS OSByteOrder.hмакросы (из / в BE и LE, до 64-битных).
Файлы и файловые системы

Распознавание порядка байтов важно при чтении файла или файловой системы, созданной на компьютере с другими порядком байтов.

Некоторые наборы команд ЦП обеспечивают встроенную поддержку замены байтов с порядком байтов, например bswap(x86 - 486 и позже) и rev(ARMv6 и позже).

Некоторые компиляторы имеют встроенные средства для обмена байтами. Например, компилятор Intel Fortran поддерживает нестандартный спецификатор CONVERTпри открытии файла, например: OPEN (unit, CONVERT = 'BIG_ENDIAN',...).

Некоторые компиляторы имеют опции для генерации кода, которые глобально разрешают преобразование для всех операций ввода-вывода файлов. Это позволяет повторно использовать код в системе с обратным порядком байтов без модификации кода.

Последовательные неформатированные файлы Fortran, созданные одним порядком байтов, обычно не могут быть прочитаны в системе, использующей другой порядок байтов, потому что Fortran обычно реализует запись (определяемую как данные, записанные одним оператором Fortran) как переданные данные и после них идут счетчика, которые предоставляют собой целые числа, равные количеству байтов в данных. Попытка прочитать такой файл с использованием Fortran в системе с другими порядком байтов приводит к ошибке времени выполнения, поскольку поля счетчика неверны. Этой проблемы можно избежать, записавательные последовательные файлы вместо последовательных неформатированных файлов. Обратите внимание, однако, что относительно просто написать на другом языке (например, C или Python ), которая анализирует последовательные неформатированные файлы Fortran с "сторонним" порядком байтов и преобразует их в " родной ". "байтов" путем преобразования из "порядка стороннего" порядка байтов при чтении записей и данных Fortran.

Текст Unicode может необязательно начинаться с метки сигнальных путей байтов (BOM), чтобы лизировать порядок байтов файла или потока. Его кодовая точка - U + FEFF. Например, в UTF-32 файл с прямым порядком байтов должен начинаться с 00 00 FE FF; little-endian должен начинаться с FF FE 00 00.

Форматы двоичных данных приложения, такие как, например, MATLAB файлы.mat, или формат данных.bil, использование в топографии, обычно не зависит от порядка байтов. Это достигается за счет сохранения всегда с фиксированным порядком байтов или переноса с данных переключателя, указывающего на порядок байтов.

Пример первого случая является двоичным форматом файла XLS, который может переноситься между системами Windows и Mac и всегда с прямым порядком байтов, оставляя приложение Mac, заменять при загрузке и времени при работе на процессоре Motorola 68K или PowerPC с прямым порядком байтов.

TIFF файлы изображений представляют собой примеры второй стратегии, заголовки которых сообщают приложению о порядке байтов их внутренних двоичных целых чисел. Если файл начинается с подписи MM, это означает, что целые числа представлены с прямым порядком байтов, а IIозначает прямой порядок байтов. Для каждой из этих подписей требуется одно 16-битное слово, и они являются палиндромами (то есть они читают одно и то же вперед и назад), поэтому они не зависят от порядка байтов. Iозначает Intel, а Mозначает Motorola, соответствующие поставщики процессоров CPU из IBM. Совместимость ПК (Intel) и Apple Macintosh на платформех (Motorola) в 1980-е годы. Процессоры Intel имеют прямой порядок байтов, а процессоры Motorola 680x0 - прямой порядок байтов. Эта явная подпись позволяет программе чтения TIFF заменять байты, если это необходимо, когда данный файл был создан программой записи TIFF, запущенной на компьютере с другими порядком байтов.

Как следствие своей исходной реализации на платформе Intel 8080, файловая система таблицы размещения файлов (FAT), не зависящая от операционной системы, определяется с прямым порядком байтов даже на платформех. Использование другого порядка байтов изначально, требует операций перестановки байтов для поддержки FAT.

ZFS / OpenZFS в сочетании файловая система и менеджер логических томов, как известно, обеспечивает адаптивную последовательность байкомов и работает как с прямым байком байтов, так и с малым -индийские системы.

Сеть

Во многих IETF RFC используется термин сетевой порядок, означающий порядок передачи битов и байтов по проводам в сетевых протоколах . Среди прочего, RFC 1700 (также известный как Интернет-стандарт STD 2) определил сетевой порядок протоколов в наборе Интернет-протоколов как big-endian, отсюда и использование термина «сетевой порядок байтов» для прямого байта.

Однако не все протоколы используют порядок байтов в качестве сетевого порядка. Протокол Server Message Block (SMB) использует порядок байтов с прямым порядком байтов. В CANopen многобайтовые параметры всегда отправляются первым младшим байтом (с прямым порядком байтов). То же самое верно для Ethernet Powerlink.

сокеты Berkeley API определяют набор функций для преобразования 16-битных и 32-битных целых чисел в сетевой порядок байтов и обратно. : функции htons(host-to-network-short) и htonl(host-to-network-long) преобразуют 16-битные и 32-битные значения соответственно из машины (хост) в сетевой заказ; функции ntohsи ntohlпреобразуют порядок из сети в порядок хоста. Эти функции могут быть без операций в системе с прямым порядком байтов.

В то время как сетевые протоколы высокого уровня обычно рассматривают байт (обычно обозначаемый как октет ) как свою атомарную единицу, самые низкие сетевые протоколы могут иметь дело с порядком битов в байте.

Порядок байтов

Нумерация битов - это концепция, аналогичная порядку байтов, но на уровне битов, а не байтов. Порядок следования битов или порядок следования битов на уровне битов относится к порядку передачи битов по последовательной среде. Битовый аналог little-endian (младший бит идет первым) используется в RS-232, HDLC, Ethernet и USB.. В некоторых протоколах используется обратный порядок (например, Телетекст, IC, SMBus, PMBus и SONET и SDH ). Обычно существует согласованное представление битов независимо от их порядка в байте, так что последний становится актуальным только на очень низком уровне. Одно исключение вызвано особенностью некоторых проверок циклическим избыточным кодом для обнаружения всех пакетных ошибок до известной длины, которая будет испорчена, если порядок битов отличается от порядка байтов на последовательная передача.

Помимо сериализации, термины порядок байтов и порядок байтов на уровне битов используются редко, поскольку редко встречаются компьютерные архитектуры, в которых каждый отдельный бит имеет уникальный адрес. Доступ к отдельным битам или битовым полям осуществляется через их числовые значения или, в языках программирования высокого уровня, через присвоенные имена, влияние которых, однако, может зависеть от машины или отсутствовать переносимость программного обеспечения.

Примечания
Ссылки

Цитаты

Источники

Дополнительная литература
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-19 10:17:26
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте