计算机组成技术详解：信息表示与运算

"该文件是关于计算机组成技术的复习资料，涵盖了信息表示、数据运算、计算机工作原理、指令系统、CPU结构以及流水技术等多个核心知识点。" 计算机组成技术是计算机科学的基础，它涉及到计算机硬件系统的基本构成和工作原理。在这个领域，信息的表示及其运算至关重要。在电子计算机中，信息通常以二进制形式存在。真值和机器数的表示方法包括原码、反码和补码，这些都是表示正负数的关键。原码直接表示数值的正负，反码是除0以外的负数在原码基础上各位取反，而补码则是负数的原码加1，0的这三种表示形式相同。定点和浮点表示法用于处理不同精度的数字，定点数适合处理固定范围内的整数和小数，而浮点数则通过阶码和尾数来表示更大范围且具有更高精度的数值。 数的运算方法在计算机中尤为关键，补码加减运算是最基本的运算方式，其中符号位参与运算。判断溢出通常通过检查结果的符号位是否与预期相符。例如，对于单符号位，如果加法结果的最高位（符号位）与输入的两个符号位不同，则可能发生了溢出。而在双符号位系统中，需要检查两个符号位是否都是1，如果是，则可能溢出。 电子计算机的工作原理基于冯·诺依曼结构，其特点包括使用二进制、存储程序以及由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成的五大部件。指令系统是计算机执行任务的基石，指令一般由操作码和地址码组成，定义了要执行的操作和操作对象。 中央处理器（CPU）是计算机的核心，它包含运算器和控制器。运算器负责算术和逻辑运算，而控制器则负责指令的解码、时序生成以及微操作控制。控制器的设计可以是组合逻辑控制器或微程序控制器，前者响应速度快但灵活性低，后者灵活性高但速度相对较慢。 流水技术是提高计算机性能的重要手段，如指令流水线技术，将指令执行分解为多个阶段，使得多条指令可以同时在不同的阶段进行，提高CPU的吞吐量。例如8086/CPU的执行流程就采用了两步流水，分别处理欧盟和接口操作。 这个文件提供了深入理解计算机硬件运作机制的关键信息，包括数据的表示、计算、指令执行和硬件优化等方面，是学习计算机组成技术的重要参考资料。