计算机组成原理：数值数据的机器级表示

"计算机组成原理第二章 数据的机器级表示，包括数值数据和非数值数据的表示，数据的宽度、存储排列、纠错和检查。主要讨论了定点数和浮点数的表示，以及IEEE754浮点数标准。此外，还涵盖了C语言中的整数和浮点数类型，以及数据在不同层次的转换关系。" 在计算机科学中，数据的机器级表示是至关重要的，因为它是计算机理解和处理信息的基础。第二章的内容首先介绍了数值数据的表示，这包括定点数和浮点数的概念。定点数是在固定位置表示小数点的一种方式，分为无符号整数和带符号整数。带符号整数有三种常见的二进制编码方式：原码、补码和移码，分别用于表示正数、负数和零。 原码是最直接的表示，其中最高位作为符号位，0代表正，1代表负。补码是将绝对值的原码按位取反再加1，是大多数计算机系统中用于表示负数的标准方式。移码则是将原码的符号位取反，其余位保持不变，主要用于算术运算中的比较和指数表示。 浮点数的表示用于处理科学计算中的大范围和高精度数值。浮点数格式通常由两个定点数组成：一个表示尾数，另一个表示指数。浮点数的规格化是通过调整小数点位置使得尾数非零部分的最高位为1，这样可以节省存储空间。IEEE754是浮点数表示的国际标准，定义了单精度和双精度两种格式，分别使用32位和64位来存储一个浮点数，包括符号位、指数和尾数。 除了数值数据，非数值数据如逻辑数、字符和汉字也在计算机中用二进制编码表示。例如，ASCII码和Unicode码被用来表示西文字符和汉字。数据的宽度和存储排列决定了内存中数据的布局，这对理解内存访问和数据传输至关重要。同时，纠错和检错技术确保了在数据传输和存储过程中的可靠性。 在C语言中，数值数据类型包括int、float、double等，非数值数据类型则有char、struct等。理解这些类型在内存中的表示和它们的转换规则对于编写高效的程序至关重要。从高层次的程序设计语言到低层次的指令集体系结构，再到微体系结构和电路实现，数据的表示和转换贯穿于计算机系统的各个层面。 计算机组成原理第二章深入探讨了数据的机器级表示，包括其表示方法、编码规则和转换过程，这些都是理解计算机系统运作基础的关键知识点。