PSPプログラミング 準備編 3 バイト・ワード・ダブルワード、符号、変数

今回は、何と４本立てっ！

まず、「バイト(＝Byte/Bytes)」を解説します。

昔の８ビット・パソコンの頃は「メモリ６４ＫＢです」とか、
OS = Windows 98 , 「メインメモリ１２８ＭＢ！」とか、
OS = Windows XP , 「メインメモリ５１２ＭＢ！」とか、
OS = Windows VISTA , 「メインメモリ４ＧＢ！」とか、
ＯＳやパソコンによって様々ですが、この「バイト」について突っ込みします。

「コンピュータ(CPU)は、本当は２進数しか理解できない」という事を肝に銘じて欲しい。

故に、CPUは「２のｎ乗」単位でのみ、情報を入力/出力しています。
「キロバイトというのは 簡単に バイトの1000倍」と思われがちですが、実際は1024倍なのです。
これは、２の10乗が1024だからです。

よって、１キロバイト(＝１ＫＢ)は、1024バイトという事になります。

メガバイト(＝ＭＢ)は、キロバイト(＝ＫＢ)の1024倍です。
問い詰めると、メガバイトは、1024バイト×1024倍＝1048576バイトです。

以下、表記すると

1 Byte
1 KBytes（キロバイト） ＝ 1024 Bytes
1 MBytes（メガバイト） ＝ 1024 KBytes (＝1024x1024＝1048576 Bytes)
1 GBytes（ギガバイト） ＝ 1024 MBytes (＝1024x1024x1024＝1073741824 Bytes)
1 TBytes（テラバイト） ＝ 1024 GBytes (＝1024x1024x1024x1024)
1 PBytes（ペタバイト） ＝ 1024 TBytes (＝1024x1024x1024x1024x1024)

です。

６４ＫＢ(６４キロバイト)というのは、65536バイトです。
16ビット数値で表現できる 数値の個数が、65536個です。
(符号無し 16ビット数値での最大値は 65535 です、注意！ / 理由は、ゼロも一つの数値として表現するからです)
範囲は 0～65535 で、個数が 65536個。


「バイト」「ワード」「ダブルワード」等の概念について

１バイトの２倍、２バイト(2 Bytes)は、１ワード(1 words)と表現される事があります。
１ワードの２倍、４バイト(4 Bytes)は、１ダブルワード(1 doubble words)と表現される事があります。
１ダブルワードの２倍、８バイト(8 Bytes)は、１ロングワード(1 long words)と表現される事があります。


「符号」とは何ですか？

符号の概念は、算数や数学のソレと同じですが、CPUが判断するのは、
・数値の一番上のビット(最上位ビット)が０なら正の値
・数値の一番上のビット(最上位ビット)が１なら負の値
と、その数値を２進数に変換して見れば一目瞭然です。
数値が正なのか負なのか 解からなかったら、数値を２進数で考えると理解できるかと存じます。

(例 / テーマはPSPなので32ビットで考えます)
３(10進)　 →　00000000000000000000000000000011(２進)
　　　　　　　　　　　　　　→　最上位ビットが０なので、正の値

-1(10進)　→　11111111111111111111111111111111(２進)
　　　　　　　　　　　　　　→　最上位ビットが１なので、負の値

65534(10進)　→　00000000000000001111111111111110(２進)
　　　　　　　　　　　　　　→　最上位ビットが０なので、正の値

0(10進)　→　00000000000000000000000000000000(２進)
　　　　　　　　　　　　　　→　最上位ビットが０なので、正の値(但し、ゼロである)

？　→　1001100101011100110110001011011(２進)
　　　　　　　　　　　　　　→　最上位ビットが１なので、負の値

"－ （マイナス）" という記号を 数値に埋め込む事は、CPU や プログラム上では行ないません。
ソースコード上で、signed で定義されていれば数値がマイナスの数値になることがあります
ソースコード上で、unsigned で定義されていれば数値はマイナスの数値になることはありません


「変数」とは何ですか？

変数とは、数値を代入して演算する為の、英数文字で表記される、値が変動する入れ物、と覚えて下さい。
数学での「Z = X+(Yx4)-12」での、Z , X , Y が それぞれ 変数です。


符号付き１バイトは、-128 ～ 0 ～ 127 の範囲の値 となります。
Ｃ言語/C++言語では、符号付き１バイト変数「i」を定義する際は、

signed char　　i；　//　i は符号付き１バイトの値を扱う変数

などと表記します。

逆に、符号無し１バイトは、0 ～ 255 の範囲の値 となります。
Ｃ言語/C++言語では、符号無し１バイト変数「i」を定義する際は、

unsigned char　　i；　//　i は符号無し１バイトの値を扱う変数

などと表記します。
行中の // 以降は注釈ですので、プログラム上では無視して下さい。

符号付き２バイト(１ワード)は、-32768 ～ 0 ～ 32767 の範囲の値 となります。
Ｃ言語/C++言語では、符号付き１ワード変数「i」を定義する際は、

signed short　　i；　//　i は符号付き２バイトの値を扱う変数

などと表記します。
符号無し１ワード変数「i」を定義する際は、

unsigned short　　i；　//　i は符号無し２バイトの値を扱う変数

などと表記します。i ＝ 0 ～ 65535 の範囲の値。

１ダブルワード変数の定義は、

signed long　　　 i；　//　i は符号付き４バイトの値を扱う変数
unsigned long　　j；　//　j は符号無し４バイトの値を扱う変数

（ i ＝ -2147483648 ～ ０ ～ 2147483647 の範囲の値 ）
（ j ＝ ０ ～ 4294967295 の範囲の値 ）

などと表記します。

また、１ダブルワードは４バイト数値を扱うので int でも定義可能でして・・・

signed int　　　 i；　//　i は符号付き４バイトの値を扱う変数
unsigned int　　j；　//　j は符号無し４バイトの値を扱う変数

（ i ＝ -2147483648 ～ ０ ～ 2147483647 の範囲の値 ）
（ j ＝ ０ ～ 4294967295 の範囲の値 ）

などと表記します。


１ロングワード変数の定義は、

__extension__ signed long long　　　 i；　//　i は符号付き８バイトの値を扱う変数
__extension__ unsigned long long　　j；　//　j は符号無し８バイトの値を扱う変数
（long long キャストは、先頭に __extension__ を記述しないとダメみたいです ）

などと表記します。

変数が何バイトの型であるか宣言するのに使う、char や short や long は、キャストと呼ばれます。
int というキャスト は、C++コンパイラによって２バイト扱いだったり４バイト扱いだったりするので、short か long を使ったほうが無難です。
この講座で使う　C++コンパイラ＝PSPSDK　は、intを32ビット扱いしますので、long と同じです。覚えておいて下さい。

尚、小数点付きの数値を扱うには、float や double というキャストがありますが、省略します。各自、学習しておいて下さい。

ここまで書いておいて何ですが、'signed' の場合は、記述を省略できます。
long だったら 符号付きの 32ビットキャスト（signed long）と考えて良いのです。
私は signed は省略して記述しませんので、各自、覚えておいて下さい。

以下、覚え書き程度に。
char　は　signed char　と同じ
short　は　signed short　と同じ
int　は　signed int　と同じ
long　は　signed long　と同じ