计算机组成原理：无符号数与有符号数解析

"该资源是一份西华大学2018年计算机组成原理期末复习的PPT，主要讲解了无符号数和有符号数的概念及其在计算机系统中的表示。内容涵盖了计算机系统的基础知识，包括计算机的组成、冯·诺依曼结构、硬件组件、存储器的工作原理以及计算机性能指标等。" 在计算机科学中，无符号数和有符号数是两种重要的数字表示方式。无符号数，顾名思义，是指不包含任何符号信息的数值，通常用于表示非负整数。在计算机中，一个寄存器的位数决定了它能表示的最大无符号数。例如，一个8位的寄存器可以表示从0到255（2^8 - 1）的无符号整数。 有符号数则用于表示正负整数和零，它通常采用补码、原码或反码的形式。补码是目前计算机系统中最常用的表示方法，它通过最高位作为符号位来区分正负，0表示正，1表示负。例如，一个8位的寄存器使用补码表示时，可以表示从-128（10000000的补码）到+127（01111111）的整数范围。 计算机系统是由硬件和软件两部分组成的。硬件主要包括中央处理器（CPU）、存储器（主存和辅存）、输入输出设备等。CPU是计算机的核心，它由运算器和控制器组成。运算器负责执行算术和逻辑运算，而控制器负责指令的获取、解析和执行。 冯·诺依曼结构是现代计算机的基础，其特点包括存储程序概念，即指令和数据都存储在内存中，可以通过地址进行访问。指令由操作码和地址码组成，其中操作码指示要执行的操作，地址码指向操作的数据。计算机的运行是以运算器为中心，通过程序计数器（PC）来按顺序执行指令。 存储器是计算机的重要组成部分，包括主存储器和辅助存储器。存储器的容量通常用字节数来衡量，如1KB（1024字节）或1MB（1024KB）。存储器由存储单元组成，每个单元都有一个唯一的地址，并且可以存储一个固定位数的二进制代码，这个位数被称为存储字长。 计算机性能的衡量通常涉及几个关键指标，如机器字长（CPU一次能处理数据的位数）、运算速度（通常用MIPS或FLOPS表示）以及存储容量。MIPS（每秒百万条指令）是衡量CPU执行指令速度的指标，FLOPS（每秒浮点运算次数）则关注浮点计算能力。 在计算机发展史上，硬件技术的进步推动了计算机的更新换代，从最初的电子管到晶体管，再到大规模和超大规模集成电路，这些技术进步显著提高了计算机的性能和效率。 这份复习资料涵盖了计算机组成原理的基础知识，对于理解和掌握计算机系统的工作原理以及数据表示方式至关重要，尤其对于准备期末考试的学生来说极具参考价值。