计算机组成原理复习精华：软件硬件逻辑等价性与数据表示

"该文档是计算机组成原理的复习资料，涵盖了计算机软件的分类、源程序与目标程序的转换、软件与硬件的逻辑等价性、定点数与浮点数的表示方法以及数据的原码、反码和补码转换。" 在计算机科学中，计算机组成原理是理解和设计计算机体系结构的基础。这份文档主要讨论了以下几个核心知识点： 1. **计算机软件分类**：系统程序包括操作系统、驱动程序、编译器等，它们构成了计算机运行的基础环境。而应用程序则是用户为了特定目的编写或使用的程序，如文字处理软件、游戏和数据库应用。 2. **源程序到目标程序的转换**：源程序是高级语言编写的代码，通过编译程序将其翻译成机器语言的目标程序，这个过程叫编译。另一种方式是解释执行，解释程序逐行解释源代码并立即执行，不产生独立的目标程序。 3. **软件与硬件的逻辑等价性**：在计算机设计中，某些功能可以通过硬件实现，也可以通过软件实现。这种逻辑等价性使得软件和硬件可以相互替换，具体选择取决于成本、速度、可靠性和存储需求。 4. **定点数和浮点数的表示**：定点数分为纯小数和纯整数，其中符号位决定数值的正负，其余位代表数值大小。浮点数由尾数（纯小数）和指数（整数）组成，常用于表示更大范围和更精确的数值，特别是在科学计算中。IEEE 754标准是浮点数表示的常用规范，它定义了不同位数的浮点数格式，如32位和64位。 5. **数据的机器码表示**：数据可以用原码、反码和补码来表示。正整数这三种表示方式相同，而负整数则不同。原码直接表示符号，反码是除符号位外其他位取反，补码是反码基础上最低位加1。例如，+122的原码、反码和补码都是01111010，而-122的原码是11111010，反码是10000101，补码是10000110。零的表示在各种码中也有特殊规定，正零和负零可能有不同的表示。 这份复习大纲详细梳理了计算机组成原理中的基础概念，对于学习和复习相关知识非常有帮助。了解这些基本概念，将有助于深入理解计算机的工作原理，并为后续的系统设计和编程打下坚实基础。