Computer arbeiten mit Binärcode, einer Sprache, die aus besteht 0er Und 1s . Dieser Binärcode bildet die Grundlage aller Computeroperationen und ermöglicht alles vom Rendern von Videos bis zur Verarbeitung komplexer Algorithmen. Ein einzelnes Bit ist ein 0 oder ein 1 , und acht Bits bilden ein Byte. Während einige Daten, wie beispielsweise bestimmte englische Zeichen, durch ein einzelnes Byte dargestellt werden können, erfordern andere Datentypen mehrere Bytes. Das Konzept von Endianness ist entscheidend für das Verständnis, wie diese Bytes von Computern gelesen und interpretiert werden.

Was ist Endianness?

Endianness bezieht sich auf die Reihenfolge, in der Bytes im Speicher angeordnet sind. Verschiedene Sprachen lesen ihren Text in unterschiedlicher Reihenfolge. Englisch wird beispielsweise von links nach rechts gelesen, während Arabisch von rechts nach links liest. Endianness funktioniert ähnlich für Computer. Wenn ein Computer Bytes von links nach rechts liest und ein anderer sie von rechts nach links liest, treten Probleme auf, wenn diese Computer kommunizieren müssen.

Endianness stellt sicher, dass Bytes im Computerspeicher in einer bestimmten Reihenfolge gelesen werden. Jedes Computersystem ist intern mit seinen eigenen Daten konsistent, aber das Aufkommen des Internets hat zu einem größeren Datenaustausch als je zuvor geführt, und nicht alle Systeme lesen Daten in der gleichen Reihenfolge.

Endianness gibt es in zwei Hauptformen: Big-Endian (BE) und Little-Endian (LE).

• Big-Endian (BE) : Speichert zuerst das höchstwertige Byte (das große Ende). Das bedeutet, dass das erste Byte (an der niedrigsten Speicheradresse) das größte ist, was für Leute, die von links nach rechts lesen, am sinnvollsten ist.
• Little-Endian (LE) : Speichert zuerst das niedrigstwertige Byte (das kleine Ende). Das bedeutet, dass das erste Byte (an der niedrigsten Speicheradresse) das kleinste ist, was für Leute, die von rechts nach links lesen, am sinnvollsten ist.

Was ist Big-Endian?

In einem Big-Endian-System ist die höchstwertiges Byte (MSB) wird an der niedrigsten Speicheradresse gespeichert. Das bedeutet, dass das große Ende (der bedeutendste Teil der Daten) zuerst kommt. Zum Beispiel eine 32-Bit-Ganzzahl0x12345678>würde in einem Big-Endian-System wie folgt im Speicher gespeichert:

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

Hier, 0x12 ist das höchstwertige Byte, platziert an der niedrigsten Adresse ( 00 ), gefolgt von 0x34, 0x56, Und 0x78 an der höchsten Adresse ( 03 ).

Was ist Little-Endian?

Ein Little-Endian-System speichert die niederwertigstes Byte (LSB) an der niedrigsten Speicheradresse. Das kleine Ende (der am wenigsten signifikante Teil der Daten) kommt zuerst. Für dieselbe 32-Bit-Ganzzahl0x12345678>, ein Little-Endian-System würde es speichern als:

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

Hier, 0x78> ist das niederwertigste Byte, platziert an der niedrigsten Adresse ( 00 ), gefolgt von 0x56> , 0x34> , Und 0x12> an der höchsten Adresse ( 03 ).

Bedeutung des höchstwertigen Bytes (MSbyte) in Little und Big Endian:

Das Konzept des verstehen Höchstwertiges Byte (MSbyte) hilft dabei, Endianness weiter zu klären. Lassen Sie uns zur Veranschaulichung eine Dezimalzahl verwenden.

Betrachten Sie die Dezimalzahl 2.984. Durch Ändern der Ziffer 4 in 5 wird die Zahl um 1 erhöht, während durch Ändern der Ziffer 2 in 3 die Zahl um 1.000 erhöht wird. Dieses Konzept gilt auch für Bytes und Bits.

• Höchstwertiges Byte (MSbyte) : Das Byte, das den höchsten Positionswert enthält.
• Niedrigstwertiges Byte (LSbyte) : Das Byte, das den niedrigsten Positionswert enthält.

Im Big-Endian-Format wird zuerst das MSbyte gespeichert. Im Little-Endian-Format wird das MSbyte zuletzt gespeichert.

Wann könnte Endianness ein Problem sein?

Endianness muss in verschiedenen Computerszenarien berücksichtigt werden, insbesondere wenn Systeme mit unterschiedlichen Bytereihenfolgen kommunizieren oder Daten austauschen müssen.

1. Unicode-Zeichen: Unicode, der geräteübergreifend verwendete Zeichensatz, verwendet eine spezielle Zeichenbytefolge namens „ Byte Order Mark (BOM). Der GUT Informiert das System darüber, dass der eingehende Stream Unicode ist, gibt an, welche Unicode-Zeichenkodierung verwendet wird, und gibt die Endian-Reihenfolge des eingehenden Streams an.
2. Programmiersprachen: Einige Programmiersprachen erfordern die Angabe der Byte-Reihenfolge. Zum Beispiel in Schnell , benutzt für iOS Entwicklung können Sie festlegen, ob Daten in gespeichert werden Big-Endian oder Little-Endian-Format .
3. Netzwerkprotokolle: Im Laufe der Geschichte sind unterschiedliche Protokolle entstanden, die eine Interaktion erforderlich machen. Big-Endian ist die vorherrschende Ordnung in Netzwerkprotokollen und wird als Netzwerkordnung bezeichnet. Umgekehrt verwenden die meisten PCs Little-Endian Format. Die Gewährleistung der Interoperabilität zwischen diesen Formaten ist bei der Netzwerkkommunikation von entscheidender Bedeutung.
4. Prozessordesign: Prozessoren können so konzipiert sein, dass sie beides sind Little-Endian, Big-Endian, oder Bi-Endian (kann beides handhaben). Die Wahlmöglichkeiten der Verbraucher und die daraus resultierenden Markttrends haben Einfluss darauf, was heute in Computersystemen als normal gilt.

Warum ist Endianness ein Problem?

Endianness wird vor allem durch die Interaktion zwischen verschiedenen Systemen und Protokollen zum Problem. Die historische Protokollentwicklung führte zu unterschiedlichen Bytereihenfolgekonventionen, was aus Kompatibilitätsgründen eine Datenkonvertierung erforderlich machte. In höheren Sprachen und abstrahierten Umgebungen wird Endianness oft im Hintergrund verwaltet, wodurch die Notwendigkeit, sich um Entwickler zu kümmern, verringert wird. Das Verständnis von Endianness bleibt jedoch für die Low-Level-Programmierung, das Netzwerkprotokolldesign und die Dateninteroperabilität von entscheidender Bedeutung.

Abschluss

Endianness So werden Bytes in Computerdaten geordnet. Big-Endian Und Little-Endian Es gibt zwei Möglichkeiten, Bytes anzuordnen, jede mit Vorteilen. Das Verständnis von Endianness ist für Entwickler, die sich mit Low-Level-Daten, Netzwerken und Systeminteroperabilität befassen, sehr wichtig. Während Little-Endian Obwohl dies üblich ist, bleiben beide Formate im Zuge der technologischen Weiterentwicklung wichtig. Strategien zur Datenverwaltung über Endian-Konventionen hinweg werden weiterentwickelt, um Kompatibilität und Leistung sicherzustellen.