计算机系统基础知识精要

"该资源是关于计算机系统基础的复习提纲，主要涵盖了信息表示和处理的相关知识点，包括字长、字节序、位运算、逻辑运算、无符号数与有符号数的表示和运算，以及浮点数的IEEE754编码规则。此外，提纲还涉及整数的扩展、截断、移位运算与乘法除法的关系，以及规格化数、非规格化数和特殊值的概念。" 计算机系统的基础知识是理解和操作计算机的核心，本复习提纲深入浅出地介绍了以下几个方面： 1. 字长：字长决定了计算机能够处理的数据的最大位数。例如，64位系统能表示的虚拟地址空间最大为8个字节，而32位系统为4个字节。 2. 字节序：字节序分为大端序和小端序，大端序将最高有效字节放在最前面，小端序则相反。这两种方式在存储多字节数据时有不同的排列规则。 3. 位运算和逻辑运算：位运算包括左移、右移、按位与、按位或、按位异或等，其中右移分为算术右移（补符号位）和逻辑右移（补0）。逻辑运算主要用于布尔逻辑判断。 4. 数的表示：无符号数的范围从0到2的w次方-1，有符号数（使用补码表示）的范围是-2的w-1次方到2的w-1次方-1。 5. 数的转换：无符号数和有符号数之间可以通过改变解释方式转换，可能需要通过加减2的w次方调整数值。 6. 整数扩展和截断：无符号数扩展用0填充，有符号数扩展则根据符号位填充相同值；截断则是保留最右边的k位。 7. 溢出检测：加法时，无符号数溢出发生在结果小于其中一个加数，有符号数则根据符号判断正溢出或负溢出。乘法时，结果需模2的w次方保持在表示范围内。 8. 移位运算：无符号数逻辑右移相当于除以2的k次方并下取整，有符号数中的负数右移会向上取整。 9. IEEE754编码规则：定义了单精度和双精度浮点数的格式，包括1位符号位、指数部分和尾数部分，不同精度对应不同的位数分配。 10. 规格化和非规格化数：规格化数的尾数部分始终以1开头，非规格化数的阶码全为0，尾数部分为f。 11. 特殊值：当阶码全为1时，浮点数表示无穷或NaN（非数字），全0且小数域非零为NaN。 12. 上溢出和下溢出：在浮点数运算中，上溢出导致数值超出可表示的最大值，下溢出则可能导致接近于零的数值。 13. 向偶数取整：在浮点数舍入时，遇到中间情况会选择最近的偶数。 这些知识点对于理解和编程计算机系统至关重要，尤其在处理数据存储、计算和内存管理时。