微型计算机基础：机器数与真值解析

"本文介绍了机器数与真值的概念在单片机原理和嵌入式系统中的基础知识，并提及了微型计算机的发展历程、分类以及特点。文章首先定义了机器数，即用二进制表示有符号数时，最高位作为符号位，其余位为数值位。机器数的真值指的是其代表的实际数值。接着，文章简述了冯·诺依曼的计算机经典结构，以及计算机技术发展的五个时代，从电子管到超大规模集成电路。微型计算机按照微处理器的位数、用途、档次和组装形式可分为不同类别，如4位机、8位机、通用机、专用机、单片机等。" 在计算机科学中，机器数是用于表示数值的一种方式，特别是在二进制系统中。它包括一个符号位，通常是最左边的位，0代表正数，1代表负数。其余的位则代表数值本身。例如，在一个8位的机器数中，最高位为符号位，剩下的7位用于表示数值，可以表示从-128到127的整数范围。机器数的真值是指这个编码对应的实际数值，这与我们在数学中理解的数值是一致的。 冯·诺依曼提出的计算机结构至今仍是现代计算机的基础，包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。这种结构允许数据和指令存储在同一内存中，使得计算机能够执行预先编程的任务。随着技术的进步，计算机经历了从电子管到超大规模集成电路的不同发展阶段，性能不断提升，应用领域日益广泛。 微型计算机的发展可以分为六个时期，从早期的4位和8位微处理器到现在的64位处理器，每个时期都伴随着技术的重大突破和性能的显著提升。根据微处理器的位数，计算机可以被分类为4位、8位、16位、32位和64位等。此外，根据用途，它们可以是通用机或专用机；按照档次，则有低档、中档和高档之分；而组装形式和系统规模上，可以是单片机、单板机或个人计算机。 单片机是一种高度集成的微型计算机，所有的核心组件，如CPU、存储器和I/O接口，都被集成在一个单一的集成电路芯片上。这种设计使得单片机在嵌入式系统中非常有用，因为它们体积小、功耗低且成本效益高，常用于控制各种设备和系统。 总结来说，这篇资源涵盖了机器数和真值的概念，以及微型计算机的基础知识，包括其发展历程、分类和应用，为理解和研究单片机原理和嵌入式系统提供了重要的背景信息。