计算机硬件技术基础：从电子管到微处理器

"符号位的数字化-计算机硬件技术基础第1章" 在计算机科学中，符号位的数字化是表示数值正负的关键概念。这在计算机硬件技术中扮演着至关重要的角色，因为它决定了如何存储和处理有符号整数。在描述中提到了两个核心点：机器数的表示以及正负数的编码方式。 1. 机器数：机器数是计算机中用来表示数值的数字，它包括了数值的符号。通常，一个数值由若干位二进制位组成，其中最左边的一位被称为符号位。在二进制系统中，0代表正，1代表负。 2. 正数的原码表示：对于正数，它的机器数形式就是其真值的二进制表示，也就是说，原码就是真值本身。例如，如果我们要表示十进制的5，其原码为00000101，其中符号位为0，表示这是一个正数。 3. 负数的补码表示：负数的表示则稍复杂一些，采用的是补码形式。补码的计算方法是将正数的原码除符号位外的所有位取反（0变为1，1变为0），然后加1。例如，-5的原码为10000101，取反后得到11111010，再加1得到11111011，这就是-5的补码。 计算机硬件技术的基础不仅限于这些，还包括了计算机的发展历程，如： - 第一代电子管计算机，如ENIAC，它们是庞大且效率低下的，但标志着计算机时代的开端。 - 第二代晶体管计算机，晶体管的出现显著提高了计算机的速度和可靠性，减少了设备的体积和能耗。 - 第三代集成电路（IC）计算机，集成度的提升使得计算机更加紧凑且功能更强大，例如IBM360和370。 - 第四代超大规模集成电路（VLSIC）计算机，其中包括微型计算机，它们是现代个人电脑的基础，其发展主要由微型机结构和微处理器的进步推动。 微型计算机技术的发展历程表明，从单板机到单片机的演变，计算机的体积不断缩小，性能却不断提升，价格也变得更加亲民，使得计算机走进了千家万户。这一过程中的关键创新，如微处理器，使得计算机的核心组件可以集成在一个单一的芯片上，极大地推动了计算机技术的进步。