计算机组织与设计：第3章 计算机算术

"计组031 - 第03章：Arithmetic for Computer，浙江大学计算机学院楼学庆教授讲解的计算机组织与设计课程内容，涵盖了计算机算术、数值表示、加减运算等主题。" 正文： 在计算机科学中，算术操作是计算机处理数据和执行指令的基础。本课程的第03章专注于"Arithmetic for Computer"，主要讨论了与计算机内部进行数值计算相关的重要概念。浙江大学计算机学院的楼学庆教授在玉泉校区曹光彪东楼507室进行了讲解，强调了硬件与软件接口的设计及其对计算机性能的影响。 首先，课程回顾了第二章的内容，为后续深入学习计算机算术打下基础。然后，重点介绍了数值的表示方式，这是理解计算机如何处理各种类型数据的关键。数值表示包括整数、浮点数以及字符和字符串等不同类型的数据在二进制系统中的编码方法，例如二进制、八进制、十六进制以及不同格式的浮点数表示（如IEEE 754标准）。 接着，课程详细讲解了加法和减法的基本原理和实现，这是计算机中最基本的算术运算。在二进制系统中，加法和减法与我们通常使用的十进制运算有所不同，需要处理进位和借位的情况，特别是在处理溢出和负数时，需要考虑补码表示法。此外，还可能涉及到溢出检查和错误处理，以确保计算的正确性。 此外，课程探讨了选择数值转换函数f()和g()的原则，这些函数用于将真实数据（Data）转化为计算机能识别的代码（Code）以及将代码还原为数据。选择这些函数的标准是它们必须能够有效地执行转换，并且易于计算机操作。例如，从十进制到二进制的转换，或者从二进制浮点表示到十进制浮点数的转换。 课程中还强调了编码的重要性，因为计算机只能理解和处理二进制代码，而真实世界的数据如字符、字符串、整数和浮点数都需要通过特定的编码规则转化为二进制形式。对于字符，可能会使用ASCII或Unicode编码；对于字符串，是字符的集合；对于整数和浮点数，则需要遵循特定的二进制格式。 "计组031"的第03章深入探讨了计算机中数值运算的原理和实现，这是理解计算机硬件和软件交互、程序执行以及数据处理的基础。通过学习这一章，学生可以更好地掌握计算机系统如何高效、准确地处理各种类型的数据。