计算机组成原理复习精华：软件硬件逻辑等价与数值表示

"该文档是计算机组成原理的详细知识点总结，涵盖了从计算机软件的分类到定点数和浮点数的表示方法，以及数据的原码、反码和补码之间的转换等内容，适合期末复习使用。" 在计算机组成原理中，我们首先了解了计算机软件的分类。计算机软件分为系统程序和应用程序两大类。系统程序包括操作系统、编译器和驱动程序，它们负责管理和控制计算机硬件，为应用程序提供运行环境。而应用程序则是用户直接使用的各种软件，如文字处理软件、游戏和数据库管理系统等。 接下来，我们讨论了源程序转换到目标程序的过程。源程序是由高级编程语言编写的，而目标程序是机器可直接执行的机器语言代码。转换过程可以通过编译器完成，将源代码翻译成等效的目标代码；或者通过解释器，逐行解释源代码并执行。 关于软件和硬件的逻辑等价性，这指的是在设计计算机系统时，某些功能既可以由硬件实现，也可以通过软件实现。例如，指令的执行既可以由硬件的CPU直接处理，也可以通过软件模拟。选择硬件或软件实现取决于性能、成本、可靠性和存储需求等因素。 在第二章中，我们学习了定点数和浮点数的表示方法。定点数分为纯小数和纯整数，其中符号位用于表示正负，纯小数的范围限定在0到1减去2的负n次方之间，纯整数的范围在0到2的n次方减一之间。浮点数则包含一个尾数M和一个指数E，通常以2为基数，其表示形式为N=RE.M。在实际应用中，如IEEE754标准，浮点数在内存中的布局有特定的结构，包括符号位S、指数E和尾数M。 此外，我们还学习了数据的原码、反码和补码表示。原码直接表示一个数的正负，反码是在原码的基础上除符号位外所有位取反，而补码是在反码基础上最低位加1。对于正数，这三种表示方式相同；对于负数，原码和补码的区别在于最低位，反码和补码的区别在于数值位的最后一位。 例如，+122的二进制原码、反码和补码都是01111010，而-122的原码是11111010，反码是10000101，补码是10000110。对于数据零，原码、反码和补码也有特定的表示，以确保在计算中不会出现混淆。 这个知识点总结文档详细地梳理了计算机组成原理的基本概念，对于理解和掌握计算机系统的工作原理至关重要。