计算机中的信息表示：数值型数据与浮点数

"该资源是关于计算机中信息表示的第3版第2章，主要讨论了数据信息和指令信息的表示，特别是数值型数据和非数值型数据的表示方法。内容涵盖带符号数的表示，如原码、补码和反码，以及定点数和浮点数的概念和表示范围。此外，还提到了浮点数的机器格式，包括阶码、尾数、阶符和数符。" 在计算机系统中，信息表示是至关重要的，它涉及到数据的存储和处理方式。本章主要分为两大部分：数据型数据的表示和指令信息的表示。数据型数据包括数值型数据（如带符号数、无符号整数、定点整数和浮点数）和非数值型数据。数值型数据的表示是计算机运算的基础，不同的表示方式影响着计算的精确性和效率。 带符号数的表示通常有三种形式：原码、补码和反码。原码直接表示数字的正负，但无法表示-0。补码和反码则解决了这个问题，其中补码广泛用于表示有符号整数，因为它在加法和减法运算中具有良好的性质。例如，一个8位字长的计算机，0和-0的原码不同，但在补码中都是00000000，而-1的补码是11111111。 定点数是一种简化表示，其中小数点的位置是固定的。定点整数的范围受限于字长，例如8位定点整数的范围是-128到127。定点小数则将小数点固定在某个位置，允许表示一定范围内的小数。无符号整数不包含符号位，仅表示非负数。 浮点数是表示大范围和高精度数值的方法，由阶码和尾数两部分组成。阶码表示数值的大小，尾数表示数值的小数部分。浮点数的表示范围取决于阶码和尾数的位数。例如，一个6位阶码和9位尾数的浮点数系统，可以表示从-2^31到2^31-1的数值范围。浮点数的规格化要求尾数保持在1/2到1之间，确保最高有效位的绝对值为1，这有助于提高计算精度。 指令信息的表示主要涉及指令的格式，包括一地址指令和二地址指令。一地址指令只有一个操作数显式给出，另一个操作数通常是隐含的，比如累加器或程序计数器。二地址指令则有两个操作数，通常用于执行双操作数的运算。 这个章节深入探讨了计算机内部如何表示和处理各种类型的数据，这对于理解计算机的工作原理和进行高效的程序设计至关重要。掌握这些基础知识对于IT专业人士来说是必不可少的。