计算机中的信息表示：数据型数据、字符与指令

"本章主要讨论了计算机中信息表示的方式，包括数据型数据、字符以及指令信息的表示。其中，数据型数据分为数值型和非数值型，数值型数据又涉及带符号数、无符号整数、定点整数和浮点数的表示。字符的表示也是一大重点。此外，章节还探讨了指令信息在计算机中的表达形式。" 在计算机科学中，信息表示是基础且关键的部分。本章主要关注三个方面：数据型数据的表示、字符的表示和指令信息的表示。 1. 数据型数据的表示： - 带符号数：计算机内部表示正负数值的方式，有原码、补码和反码三种形式。原码直接表示符号位，正数的原码与真值相同，负数的最高位为1。补码是最常用的表示方式，正数和零的补码与原码相同，负数的补码是其原码除符号位外按位取反再加1。反码则是正数与原码相同，负数除符号位外其余位取反。 - 无符号整数：仅用二进制表示数值，没有额外的符号位，因此范围是从0到2^n-1，其中n是字长。 - 定点数：分为定点整数和定点小数，前者不区分小数点位置，后者则有固定的小数点位置。 2. 字符的表示： - 在计算机中，字符通常使用ASCII或Unicode编码，ASCII编码用7位或8位二进制表示128个不同的字符，而Unicode提供更广泛的字符集，使用16位或32位编码。 3. 指令信息的表示： - 指令信息是计算机执行操作的基础，由操作码和操作数组成。操作码指示要执行的操作，操作数则是操作的对象。在计算机中，指令可能以机器码的形式存储，不同指令有不同的编码方式。 2.1数值型数据的表示进一步细分： - 定点数：在有限的字长内表示数值，如8位字长的定点整数可以表示-128到127，定点小数则限制了小数点的位置，例如1.0000000到0.1111111。 - 浮点数：用于表示更大范围和更高精度的数值。浮点数由阶码和尾数两部分组成，阶码决定了数值的范围，尾数则决定了精度。浮点数有两种形式：规格化和非规格化。规格化要求尾数保持在1/2到1之间，以提高精度。 - 浮点数的表示范围：举例来说，一个6位阶码、1位阶符、9位尾数的浮点数系统，最大正数为2^(2^6-1)-1，最小正数为2^(-2^6)，最大负数为-2^(2^6-1)。 总结来说，本章内容深入讲解了计算机内部如何表示各种类型的数据，包括数值型和非数值型数据，以及这些数据如何被用来执行计算和控制计算机操作。理解这些基础知识对于理解计算机工作原理至关重要。