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gds 格式文档

news 2025/8/18 3:07:57

gds 格式介绍

Record Description

流式格式输出文件由可变长度的 record 组成。 record 的最小长度为四个字节。 record 可以是无限长的。 record 的前四个字节是头部。头部的前两个字节包含一个计数（一个字节 8 bit），表示 record 的总长度。该计数指示一个 record 的结束位置以及下一个 record 的开始位置。下一个 record 紧接着计数中最后一个字节开始。

头部的第三个字节是 record 类型。头部的第四个字节描述 record 中包含的数据类型。 record 的第五个字节到最后一个字节是数据。

如果输出文件是磁带，那么库的 record 将以2048字节的物理块写出。 record 可能会跨越物理块边界； record 不要求完全包含在单一的物理块中。（现在应该用不到了）

空字（null word）由两个连续的零字节组成。使用空字来填充以下空间：

库的最后一条 record 和其物理块的末尾之间的空间，或
多卷磁带流式文件中最后一条 record 和其物理块的末尾之间的空间。

Data Type Description

可能的数据类型及其值。可以在 record 的第四个字节中找到数据类型的值:

数据类型	Value
No Data Present	0
Bit Array	1
Two-Byte Signed Integer	2
Four-Byte Signed Integer	3
Four-Byte Real	4
Eight-Byte Real	5
ASCII String	6

注意：一个字（word）由16位组成，编号从0到15，按从左到右的顺序排列。

Bit Array

位数组是一个字，其中使用某个位或一组位的值来表示数据。位数组允许一个字表示多个简单的信息单元。

Two-Byte Signed Integer

二进制补码表示法是一种在计算机中表示整数的方法，特别是用于表示有符号整数。它的主要优点是可以简化加减法运算，且能够避免零的多个表示。以下是其原理和如何计算的解释：

正数的补码
正数的补码和它的原码相同。
例如，8位二进制的 +5 的补码表示：
```
 原码：0000 0101补码：0000 0101
```
负数的补码
负数的补码由两部分组成：
- 原码：直接表示负数的绝对值。
- 补码：对原码取反，然后加1。

2字节整数 = 1字，2进制补码表示
两字节带符号整数的范围是 -32,768 到 32,767。

以下是两字节整数的表示方式，其中 S 是符号位，M 是大小（magnitude）。
SMMMMMMM MMMMMMMM以下是两字节整数的示例：
00000000 00000001 = 1
00000000 00000010 = 2
00000000 10001001 = 137
11111111 11111111 = -1
11111111 11111110 = -2
11111111 01110111 = -137

Four-Byte Signed Integer

4字节整数 = 2字，2进制补码表示
四字节带符号整数的范围是 -2,147,483,648 到 2,147,483,647。
以下是四字节整数的表示方式，其中 S 是符号位，M 是大小（magnitude）。

SMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM
四字节整数的示例：
00000000 00000000 00000000 00000001 = 1
00000000 00000000 00000000 00000010 = 2
00000000 00000000 00000000 10001001 = 137
11111111 11111111 11111111 11111111 = -1
11111111 11111111 11111111 11111110 = -2
11111111 11111111 11111111 01110111 = -137

Four-Byte Real and Eight-Byte Real

4字节实数 = 2字，浮点数表示
8字节实数 = 4字，浮点数表示

对于所有非零值：

浮点数由三部分组成：符号位、指数位和尾数。
浮点数的值定义为：尾数 × (16 的指数部分的实际值)
指数部分（第1-7位）采用 Excess-64 表示法，7位字段表示的数字比实际指数大64。
尾数始终是一个大于或等于 1/16 且小于 1 的正分数。对于 4字节实数，尾数是第8到第31位。对于 8字节实数，尾数是第8到第63位。
二进制小数点位于第8位的左边。
第8位代表值 1/2，第9位代表 1/4，以此类推。
为了保持尾数在 1/16 到 1 的范围内，浮点数运算的结果会进行归一化。归一化是一个过程，其中尾数会每次向左移动一个十六进制位，直到其最左边的四个位代表一个非零值。每次移动一个十六进制位，指数会减少 1。由于尾数每次移动四个位，所以归一化后的尾数的最左边三个位可能是零。零值（也称为真零）由所有位都为零的数字表示。

以下是 4 字节和 8 字节实数的表示方式，其中 S 是符号位，E 是指数，M 是尾数。包含了 4 字节实数的示例。实数的负值表示方式与正值完全相同，只不过最高位是 1，而不是 0。在 8 字节实数表示法中，前四个字节与 4 字节实数表示法完全相同。后四个字节包含额外的二进制位，以提供更高的精度。4 字节实数：
SMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM8 字节实数：
SMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM
MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM4 字节实数示例：
注意：以下示例中，前六行的 7 位指数字段为 65。实际指数为 65 - 64 = 1。01000001 00010000 00000000 00000000 = 1
01000001 00100000 00000000 00000000 = 2
01000001 00110000 00000000 00000000 = 3
11000001 00010000 00000000 00000000 = -1
11000001 00100000 00000000 00000000 = -2
11000001 00110000 00000000 00000000 = -3
01000000 10000000 00000000 00000000 = 0.5
01000000 10011001 10011001 10011001 = 0.6
01000000 10110011 00110011 00110011 = 0.1
01000001 00011000 00000000 00000000 = 1.5
01000001 00011001 10011001 10011001 = 1.6
01000001 00011011 00110011 00110011 = 1.1
00000000 00000000 00000000 00000000 = 0
01000001 00010000 00000000 00000000 = 1
01000001 10100000 00000000 00000000 = 10
01000010 01100100 00000000 00000000 = 100
01000011 00111110 10000000 00000000 = 1000
01000100 00100111 00010000 00000000 = 10000
01000101 00011000 01101010 00000000 = 100000