程序员视角:计算机系统概述与基础概念
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更新于2024-07-24
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在计算机科学33(CS33)的讨论课上,参与者回顾了上一节课的内容,并着重探讨了程序员视角下的计算机系统。课程大纲包括了实验室环境介绍、实验提示以及第一个作业的指导。主要内容涵盖了基础概念如二进制、十进制和十六进制数据表示,以及它们在C语言中的应用。
首先,复习了二进制、十进制和十六进制之间的转换。二进制表示范围是从00000000(0)到11111111(255),十进制对应于010(10)到255(255),而十六进制则是从0016(16)到FF16(255)。在计算机内部,所有数据都是以二进制形式存储的。
接下来,讨论了数据在C语言中的大小,提及了文本书中关于不同数据类型的存储方式。例如,一个字节由8位组成(-1 byte = 8 bits)。此外,课程还区分了大端(BigEndian)和小端(LittleEndian)的数据存储模式,用具体的十六进制数值90AB12CD(大端)和12CD90AB(小端)为例来说明。
在布尔代数部分,介绍了基本逻辑运算符AND(与)、OR(或)、NOT(非)和XOR(异或)。这些操作遵循特定规则,如A&B(与)等于1当且仅当A和B都为1,A|B(或)等于1当至少有一个A或B为1等。理解这些原理有助于编写高效且正确的代码。
然后,课程转向了位级操作,如位与(&)、位或(|)、位取反(~)和位异或(^),这些是与逻辑操作符不同的概念,需注意在C语言中分别使用。同时,也讲解了位移操作(左移<<和右移>>),它们用于调整数据的二进制位。
关于整数的表示,课程介绍了无符号整数和有符号整数(即两个补码表示法)的区别。无符号整数使用二进制表示,值的范围由最高位(符号位)为0决定,而有符号整数则使用补码表示负数,其值的计算涉及到最高位的处理。
计算机科学33的这堂课深入剖析了程序员在开发过程中经常接触到的基础概念,包括数据表示、数据结构、布尔逻辑和位操作等,这些都是理解和实现计算机程序设计不可或缺的知识。通过学习和实践这些内容,程序员可以更好地构建和优化计算机系统。
2024-04-28 上传
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