微型计算机基础：理解机器数的原码、反码、补码

"这篇内容主要讨论了机器数的原码、反码和补码表示法在单片机原理和嵌入式系统中的基础知识，并且简要介绍了微型计算机的基础概念和发展历程。" 在计算机科学中，机器数是用来表示数值的方式，特别是在处理带符号整数时。原码是最初和最直观的表示方法，它直接使用最高位作为符号位，0通常代表正，1代表负。其余的位则用来表示数值的绝对值。例如，一个8位的原码，如果最高位是0，则数值范围是从0到127；如果是1，则数值范围是从-128到-1。这种表示方式简单明了，但存在一个问题：0的正负两种表示（+0和-0）。 反码是在原码的基础上，除了符号位保持不变外，其他位取反（0变成1，1变成0）。这种方法解决了正零和负零的问题，但仍然无法直接表示减1操作，因为-1的反码加1会得到0的反码，而不是+1。 补码是目前计算机系统中最常用的表示方法，它解决了反码不能直接表示减1的问题。补码的计算方式是将原码除符号位外的所有位取反，然后加1。对于正数，它的补码就是其原码；对于负数，它的补码是其原码除符号位外所有位取反后再加1的结果。补码系统使得加法和减法操作可以直接通过二进制加法器完成，大大简化了硬件设计。 微型计算机基础部分，介绍了计算机的历史发展，从早期的电子管计算机到现在的超大规模集成电路计算机，每个阶段都标志着技术的进步。冯·诺依曼架构是现代计算机的核心，包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。计算机经历了五个时代，每个时代的技术进步都带来了性能的显著提升，尤其是在微处理器的发展上，从4位、8位到现在的64位，性能和功能都有了巨大的飞跃。 微型计算机根据不同的标准有不同的分类，如按微处理器的位数、用途、档次以及组装形式和系统规模。常见的有单片机、个人计算机等，它们在各自的领域有着广泛的应用。单片机，如文中提到的单板机，是将CPU和其他必要组件集成在一块电路板上，形成一个小型、高效、低成本的计算解决方案，常用于嵌入式系统中。 这篇内容涵盖了计算机基本的数值表示方法以及微型计算机的概述和发展，为理解单片机原理和嵌入式系统的基础提供了必要的知识。