【计算机组成原理】是计算机科学中的基础学科，主要研究计算机硬件系统的构造和工作原理。白中英主编的《计算机组成原理》第四版是这门课程的常见教材，它提供了全面的理论知识和习题解答，帮助学生深入理解计算机内部的工作机制。
计算机分为两类：模拟计算机和数字计算机。模拟计算机处理连续的信号，如电压，适合于实时模拟和连续变化的计算。而数字计算机则是基于二进制系统，以0和1表示数据，适合精确计算、逻辑运算和大量数据处理。数字计算机的优势在于其精度高、存储量大、逻辑判断能力强。
计算机按照功能和用途可分为专用计算机和通用计算机。专用计算机针对特定任务优化设计，效率高，而通用计算机则能够处理各种不同类型的计算任务，具有较好的经济性和适应性。
计算机的核心组件包括：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入设备和输出设备。其中，存储器的存储容量是衡量其能力的重要指标，每个存储单元都有一个唯一的地址，用于存储数据字或指令字。运算器和控制器构成中央处理器（CPU），负责处理和控制计算机的运行。
程序的执行是通过指令流控制的，分为取指周期和执行周期。指令由一系列基本操作组成，这些操作序列构成了解决问题的程序。计算机系统软件包括系统程序和应用程序，前者用于提高计算机效率和扩展功能，后者则是用户为特定目的编写的程序。
在编程语言发展史上，经历了机器语言、汇编语言、高级语言的演变。机器语言直接对应硬件指令，汇编语言简化了机器语言，而高级语言如C、Java等更接近人类语言，使得编程更为便捷。操作系统和数据库管理系统等高级软件的出现，进一步推动了计算机在各个领域的应用。
计算机的层次结构模型将计算机系统划分为五级：微程序设计级、一般机器级、操作系统级、汇编语言级和高级语言级。这种分层模型有助于理解和设计复杂的计算机系统，同时也体现了软件和硬件之间的逻辑等价性，即软件可以模拟硬件功能，反之亦然。
在二进制运算中，补码、原码、反码和移码是表示和处理负数的不同方式。例如，-127在不同编码下的表示会有差异，但都遵循相应的编码规则，以确保计算的正确性。在浮点数表示中，通常采用补码形式，以处理正负数和小数。
学习《计算机组成原理》能够帮助我们理解计算机硬件和软件如何协同工作，为后续的计算机系统设计、编程和系统分析打下坚实的基础。通过白中英主编的教材和课后习题，我们可以深入掌握这些概念，并应用到实际问题中。
