计算机中的信息表示：复合操作码与数据表示

"复合型操作码-第3版第2章计算机中的信息表示" 在计算机系统中，信息的表示和处理是至关重要的。本章主要探讨了数据信息和指令信息的表示，特别是数值型数据和非数值型数据的表示方式。在计算机中，数据和指令都是以二进制的形式存在，而复合型操作码则是为了更高效地利用有限的指令空间。 复合型操作码是一种设计，它将操作码分解为多个部分，每个部分对应一个特定的操作。这种设计可以使得指令集更加灵活，例如在某些精简指令系统计算机(RISC)中采用的变长指令格式，能够根据指令的复杂程度动态调整指令长度，从而优化存储空间的利用率。另一方面，固定长度指令格式则在每个指令中分配固定的位数来表示不同的操作，如基本操作、进位、移位、回送和判跳等。 数值型数据的表示通常涉及带符号数和无符号数。带符号数有三种常见的表示方法：原码、补码和反码。原码直接将正负号表示出来，但处理负数的减法时会遇到问题；补码是解决这一问题的方式，它是正数不变，负数取反加1，这样可以方便地进行加减运算；反码则是在原码的基础上，正数不变，负数除符号位外其余位取反，主要用于计算。 定点数是指数值的小数点固定在某个位置的数字，分为定点整数和定点小数。定点整数的范围受限于机器字长，如8位的机器字长可以表示从-128到127的整数。定点小数则可以表示一定范围内的小数值，精度由小数位数决定。 浮点数是一种表示较大或较小数值的方法，它由阶码和尾数组成。浮点数的真值由基数R乘以阶码E和尾数M计算得出。阶码表示数值的大小，尾数则表示数值的具体值。浮点数的表示范围取决于阶码的位数和尾数的规格化，如6位阶码和9位尾数的浮点数可以表示从大约-2^31到2^31的数值范围，其中规格化的尾数最高有效位的绝对值必须是1。 浮点数的表示还涉及到阶符和数符，分别表示阶码和尾数的正负。阶码为最大数时，可以得到最大浮点数，而尾数为最大负数时，表示最小的负浮点数。浮点数的这种表示方式允许计算机处理非常大或非常小的数值，并提供了较高的精度。 复合型操作码和数值数据的表示是计算机科学中基础但至关重要的概念，它们直接影响到计算机处理信息的效率和准确性。理解和掌握这些原理对于理解计算机的工作机制至关重要。