计算机中的信息表示：指令前缀与数据类型

"本章内容主要探讨了计算机中信息的表示，特别是指令前缀部分以及数值型数据的表示。指令前缀分为四种类型，包括锁定、重复、重复等于和重复不等于指令，以及段指定、操作数长度指定和地址长度指定。在数据表示方面，重点关注了带符号数的表示形式，如原码、补码和反码，并介绍了定点数与浮点数的概念和它们的表示范围。" 在计算机系统中，指令前缀是执行某些特定操作的指令的组成部分。第一类前缀包括LOCK，用于确保指令在执行时是原子的，防止多处理器环境中的并发冲突；REP、REPE和REPNE则分别用于重复执行指令，直到特定条件满足为止。第二类前缀用于显式指定指令所使用的段寄存器，这在处理内存访问时特别重要，因为它允许程序在不同的内存段之间操作数据。第三类和第四类前缀则分别用于切换操作数的长度和存储器地址的长度，适应不同大小的数据类型和寻址需求。 在数据表示方面，计算机中的信息可以分为数值型和非数值型数据。数值型数据的表示方法主要有三种：原码、补码和反码。原码直接表示数字的符号位，但处理负数时可能会导致歧义。补码是解决这一问题的方法，它将负数的表示反转，使得加法和减法运算可以直接进行。反码则是负数的一种中间表示，用于从原码转换到补码。在给出的例子中，通过8位字长展示了不同真值在三种码制下的表示。 定点数是一种表示整数或小数的方式，其中整数的表示范围受限于机器字长。例如，在8位字长的系统中，无符号整数的范围是0到255，而带符号的定点整数（使用补码）的范围是-128到127。定点小数则通常用于表示小数值，其精度取决于尾数的位数。 浮点数是表示大范围和高精度数值的方式，它由阶码和尾数两部分组成。阶码决定了数值的范围，尾数决定了数值的精度。浮点数的表示有两种格式：阶符和数符，分别表示阶码和尾数的正负。尾数通常被规格化，即其最高有效位的绝对值为1，以简化计算。在给出的例子中，一个6位阶码和9位尾数的浮点数格式可以表示从-2^31到2^31的数值范围，具体数值取决于阶码和尾数的值。 理解和掌握这些基础知识对于深入理解计算机系统的内部工作原理至关重要，无论是硬件设计还是软件开发，都需要这些基本概念作为支撑。