计算机系统基础：无符号数与定点数解析

"无符号数-保研线代复习，主要涵盖了无符号数、原码表示的定点小数、补码表示的定点小数以及补码表示的定点整数等计算机基础概念，与唐朔飞著《计算机》第二版的课后习题答案相关。" 在计算机科学中，无符号数是一种不包含正负符号的数据类型，通常用于表示非负整数。无符号数的每一位都直接代表数值的一部分，没有额外的位来标识正负。因此，无符号数的表示范围是从0到2^n - 1，其中n是数据的位数。 原码表示是一种用于定点小数的二进制编码方式，它直接将小数点前后的数字分别转换为二进制表示，小数点的位置是固定的。原码对于正数和负数的表示是一致的，但对于负数，最高位（符号位）通常设置为1，正数则为0。 补码表示则是另一种广泛用于计算机中存储和运算整数的方式，包括定点小数和整数。对于定点小数，补码表示法首先将小数点固定在某个位置，然后按照二进制表示，正数的补码与原码相同，负数的补码是其原码除符号位外各位取反加1。补码的优点在于它可以简化加减运算，特别是负数的运算，因为所有的数都可以通过加零或加一的操作来实现加法和减法。 定点小数指的是小数点位置固定不变的数，这在计算机硬件中很重要，因为它简化了硬件设计。定点整数则不包含小数部分，全为整数。 在计算机硬件方面，冯·诺依曼体系结构是现代大多数计算机的基础，它包括了运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分。运算器执行算术和逻辑运算，控制器负责协调整个系统的操作，存储器存储指令和数据，输入设备用于获取用户数据，输出设备则显示计算结果。冯·诺依曼体系结构的一个关键特征是存储程序概念，即指令和数据共同存储在内存中，通过地址进行访问。 计算机的主要技术指标通常包括处理器速度（时钟频率）、内存容量（RAM）、存储容量（硬盘或固态硬盘）、输入/输出速度和并行处理能力等。这些指标直接影响着计算机的性能和效率。 无符号数、原码和补码的概念是计算机底层运算的基础，而冯·诺依曼体系结构则构成了现代计算机硬件的核心设计。理解和掌握这些基础知识对于深入学习计算机科学至关重要。