计算机组成原理：机器数与真值的转换

"计算机组成原理 唐朔飞第二版 课后习题答案完整版" 在计算机科学中，机器数是指计算机内部表示数值的方式，它包括原码、反码和补码三种形式，这些概念是理解计算机底层运作的基础。原码是数值的直接二进制表示，正数和负数的符号位分别用0（正）和1（负）来表示。反码用于表示负数，除了符号位不变外，其他各位按位取反。补码则是反码基础上加1，对于正数，原码、反码和补码相同。 在给出的描述中，我们看到了一系列整数的真值和它们在二进制下的原码、反码和补码表示。例如，+111（二进制）对应十进制的+7，其原码、反码和补码都是0，111。这是因为这个数字是正数，且在8位二进制中，最高位是符号位，其余位是数值位。 计算机系统概论中提到了冯·诺依曼体系结构，这是现代计算机设计的基础。冯·诺依曼模型包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分。其中，运算器执行算术和逻辑运算，控制器负责协调整个系统的操作。存储器分为内存和外存，内存是临时存储当前运行的程序和数据的地方，而外存则用于长期存储。程序和数据在内存中以二进制形式存储，指令和数据共享同一存储空间，这被称为"存储程序"的概念。 主机通常指的是CPU和主存的组合，CPU（中央处理器）由运算器和控制器构成，是计算机的核心。运算器执行计算任务，而控制器负责指令的解释和执行。主存是计算机的主要工作区域，可随机访问，由存储体、逻辑部件和控制电路组成。 存储器中最小的存储单位是存储元件，它可以存储一位二进制信息。多个存储元件组成一个存储单元，存储单元可以存储一个机器字。机器字长定义了CPU一次能够处理的数据宽度，如32位或64位，而存储字长则是每个存储单元能容纳的二进制位数。存储容量是指整个存储器能存储的二进制位总数。 此外，指令字长是指指令在二进制表示中的位数，它决定了CPU能理解和执行的指令的复杂程度。例如，程序计数器（PC）是一个特殊寄存器，用于存储当前要执行的指令地址，并自动递增以指向下一条指令。 计算机性能的一些度量标准包括MIPS（每秒百万指令数）、CPI（平均指令周期数）和FLOPS（每秒浮点运算次数）。这些都是评估计算机处理速度的重要指标。 这些知识点涵盖了计算机系统的基本组成、数据表示、冯·诺依曼架构以及计算机性能的衡量等方面，是深入理解计算机原理的关键。