Memory 如何使用内存寄存器来保存不同的类型？

我的印象是，如果一个程序为一个变量类型integer（大小为8字节）保留内存，则保留的内存将是8个不同的寄存器，它们依次出现在内存中

我的问题如下:

1） 假设答案会有所不同，那么我上面的陈述是否是一个很好的概括，即不同类型的变量所需的每个字节都等同于使用内存中的1个寄存器得到的变量？（即1字节需要内存中的一个寄存器）

2） 如果这是真的，那么内存中的每个寄存器可以容纳多少位？或者，如果我买了一台32位计算机，这是否意味着内存中的每个寄存器都能容纳32位

3） 如果integer类型需要8个不同的寄存器来处理其8字节的大小，那么每个不同的寄存器中包含什么

4） 我还试图理解类型的概念。我知道如果你有32位，你可以表示0到4294967295之间的无符号整数。然而，如果我将无符号整数4294967295存储在32位的存储单元中，CPU如何知道该存储单元中的二进制表示需要解码为无符号整数格式？也就是说，为特定类型预留的内存是指定该特定类型，还是指针指定了该类型，或者是完全不同的类型

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我对二进制算术、汇编语言、引用、指针以及如何将变量和数组存储在内存堆中的概念有着广泛的了解（因此我将理解使用这些上下文的任何答案）。我可以用C、C++和java编程。谢谢你的帮助

1,2,3：不要将内存称为寄存器；虽然我以前见过这种情况，但它令人困惑。64位处理器有8字节宽的寄存器，32位处理器有4字节宽的寄存器，但当这些寄存器复制到RAM中时，内存中只有字节。整数的哪个部分存储在哪个字节中取决于处理器的端序：小端序系统将把0x1中的1位存储在8个字节的第一个（最低）地址中，大端序系统将把它存储在最后一个地址中

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4：CPU不知道也不关心；“类型”是一种高级语言结构，对于CPU来说，一切都是一个数字：“abcd”是一个数字，0xF0是一个数字。您必须根据您希望它执行的操作向它发出指令，例如，对于x86，如果您希望它将数字视为有符号的，请使用IDIV而不是DIV。

类型在很大程度上是虚构的，以利于编程语言。对于处理器来说，位就是位，它们没有任何意义，只是在执行单个指令的过程中有时会短暂出现，在指令结束时失去意义

Dijkstra：“计算机科学与计算机的关系，正如天文学与望远镜的关系一样。”

您需要指定您对问题感兴趣的处理器，或者您对处理器总体感兴趣。如今，处理器的常见组合从具有8位寄存器的处理器到具有8位、16位、32位、64位寄存器的64位或更大的处理器都有所不同

另外，不要对寄存器中的所有内容感到困惑，有些处理器有很多寄存器，高级代码中的许多项在寄存器中存在一段时间，而其他处理器没有很多寄存器，大多数变量都存在于ram中，而不是寄存器中。更常见的情况是，即使寄存器长时间保存数据，变量也会有一些ram。优化器确实破坏了这种平衡，所以很难做出一般性的陈述

你说你知道汇编语言，就拿这个汇编语言伪代码为例：

mov r1,#0x20000000
shl r2,r0,5
add r1,r2
ldr r0,[r1]

这类似于如果您有一个大小为32字节的结构数组，并且希望得到第一个元素，比如说它是一个单精度浮点。你想要从寄存器r0中的数组中的元素号得到浮点值，我们不在乎元素号是什么，代码对它进行操作

struct 
{
  float f;
  stuff...32 bits total
} mystruct[MYSTRUCTSIZE];
...
unsigned int i;
...
something=mystruct[i].f
...

上面的程序集伪代码计算mystruct[i].f地址，并将其从内存加载到something代码中或由something代码使用

我们可能碰巧知道的位0x20000000是这个结构数组所在内存中的某个地址，但现在，对于mov指令，它只是位，我们正在加载到寄存器中的一个立即值。通常，mov指令不影响标志，因此这对cpu来说没有符号或无符号或任何意义，除了一些进入寄存器的位。假设此伪代码有32位寄存器和地址空间

如前所述，r0将索引保存在结构数组中，因此我们乘以32，左移位指令不关心这是索引还是移位5与结构有关。它只是将位馈入alu，导致位向一侧移位，零向另一侧移位。一些CPU将最后一位移到进位位，不是作为进位位，而是作为级联移位的位置保持器，同样可以计算ZFLAG和N标志（符号位），以防万一您认为这是一个二进制补码数（移位之后），或者在编程中需要一些捷径。但这些只是cpu的位，没有意义

在这一点上，我们人类认为r2在内存中保留了一个偏移量，用于结构数组的索引，但对于cpu来说，它只是一个位。我们执行add。我们认为一个操作数是一个地址，另一个是偏移量，但是对CPU来说，它们只是运行的位。加法通常不关心有符号和无符号，两个补码的优点是可以将无符号和有符号输入到同一加法器逻辑中，这通常会计算执行标志（无符号溢出）和v标志（有符号溢出）加上z标志，z

mystruct[j].f=mystruct[i].f;

ldr r1,mystruct_base
shl r2,r0,#5
add r2,r2,r1
ldr r0,[r2]
shl r2,r3,#5
add r2,r2,r1
str r0,[r2]