什么字节序的大端(big-endian)和小端(little-endian)?

今天这篇文章，想跟大家分享一个计算机科学（PLC编程）的基础知识：即数据在内存中的存放序列（字节序）的问题。没看明白？详细说明下：我们知道，“位”（bit）是计算机数据存储的最小单位，八个“位”组成一个字节（Byte），两个字节组成一个“字”（Word），其中一个字节为该“字”的低字节，另一个字节为该“字”的高字节。

好了，现在问题来了：当我们把一个整数（比如十六进制数：0x0384）存放到一个“字”里的时候，可以有两种存放方法：一种方法可以把“0x03”存放到低字节，把“0x84”存放到高字节；另一种方法正好相反：可以把“0x03”存放到高字节，把“0x84”存放到低字节。

应该使用哪种存放方式呢？这个问题，曾经在计算机科学界引起巨大的争论。1980年，英国计算机科学家丹尼·科恩（Danny Cohen）发表了一篇题为“在圣战中祈求和平（On Holy Wars and a Plea for Peace）”（注：北岛李工译）的论文。丹尼·科恩在论文中引述了英国作家乔纳森·斯威夫特（Jonathan Swift）于1726出版的一部长篇讽刺小说：格列佛游记（Gulliver's Travels）中的一个故事。故事中小人国的臣民为水煮蛋应该是从大的一端（Big-End）剥开还是小的一端（Little-End）剥开而争论不休。主张从大的一端（Big-End）把水煮蛋剥开的人被称为Big-Endian（大端），主张从小的一端（Little-End）把水煮蛋剥开的人被称为Little-Endian（小端）。

丹尼·科恩在论文中用这个故事进行类比，并提出了最高权重位（Most Significant Bit，MSB）和最低权重位（Least Significant Bit，LSB）的概念。

所谓“最高权重位（MSB）”，是指二进制数制中，位数最大的位。所谓“最低权重位（LSB）”，是指二进制数制中，位数最小的位。比如二进制数：1101，最左边的“1”，能代表“2”的“3”次方；从左数第二个“1”，能代表“2”的“2”次方；而最右边的“1”，代表“2”的“0”次方。可见最左边的“1”权重最高，所以该位就是“最高权重位（MSB）”，最右边的“1”权重最低，所以该位就是“最低权重位（LSB）”。

把“最高权重位（MSB）”存放到低字节，把“最低权重位（LSB）”存放到高字节，这种字节序，称为“大端（Big-Endian）”字节序；相反，把“最低权重位（LSB）”存放到低字节，把“最高权重位（MSB）”存放到高字节，这种字节序，称为“小端（Little-Endian）”字节序。

比如：要把十六进制数0x01020304，存放到起始地址为0x100的地方。按照大端（Big-Endina）字节序存放的方式，会把0x01存放到起始地址0x100中，把0x04存放到地址0x103中；而如果按照小端（Little-Endian）字节序方式存放，会把0x01存放到地址0x103中，把0x04存放到地址0x100中，如下图：

英特尔X86的微处理器使用的小端（Little-Endian）字节序，ARM系列单片机使用的是大端（Big-Endian）字节序。西门子S7系列PLC使用大端（Big-Endian）存放方式，比如：给DB801.DBW510赋值W#16#0384(即：0x0384），在线监控发现DB801.DBB510的值为0x03，DB801.DBB511的值为0x84，可见存放方式为大端（Big-Endian）字节序。