计算机组成原理：进位计数制与数据表示

"这是一份来自上海海事大学信息工程学院的计算机科学与技术课程的课件，专注于第二章的内容，主要讲述计算机中信息的表示，包括进位计数制、带符号数据、定点数与浮点数、字符表示以及数据校验技术。" 在计算机科学中，理解和掌握数据的表示方法至关重要，因为它是计算机处理信息的基础。本章节首先介绍了不同的进位计数制，如二进制、八进制、十六进制和十进制。二进制是最基础的，它只有两个数字0和1，逢2进1；八进制由0到7的数字组成，逢8进1；十六进制则使用0到9及A到F的字母，逢16进1。在表示这些数值时，通常会使用特定的后缀，如B代表二进制，Q代表八进制，H代表十六进制，D代表十进制。 对于带符号数据的表示，计算机通常使用两种方式：补码和原码。补码系统被广泛用于存储负数，其中最高位用作符号位，0表示正，1表示负。补码的计算涉及到取反加1的过程，使得加减运算可以直接在二进制位上进行。 定点数是一种将数值表示为固定小数点位置的形式，无论是正数、负数还是零，其小数点的位置都是固定的。而浮点数则提供了一种更灵活的表示方法，它包含一个阶码（指数）和一个尾数（ mantissa），可以表示非常大或非常小的数值。浮点数的表示遵循IEEE 754标准，分为单精度和双精度等不同格式。 字符的表示通常使用ASCII或Unicode编码。ASCII编码用7位二进制表示128个不同的字符，而Unicode则提供了更大的字符集，如UTF-8编码，使用8位到32位不等的二进制来表示世界上几乎所有的文字。 数据校验技术是用来检测和纠正传输或存储过程中可能发生的错误。常见的校验方法有奇偶校验、CRC（循环冗余校验）和校验和等。奇偶校验会在数据中添加一个额外位，确保整个数据串的1的个数为奇数或偶数；CRC通过计算一个特定的校验码，使得数据加上校验码后满足特定的除法性质，如果数据在传输中出错，这个性质就会被破坏，从而发现错误。 理解这些基本概念对于学习汇编语言至关重要，因为汇编语言是直接操作计算机硬件层面的语言，需要对计算机如何表示和处理数据有深入的理解。通过学习这部分内容，学生能够更好地理解计算机内部的工作原理，为进一步学习操作系统、编译原理、软件开发等高级主题奠定坚实基础。