【计算机组成原理】知识点详解
计算机组成原理是计算机科学与技术的基础课程，涉及计算机硬件系统的各个组成部分，包括数据表示、运算逻辑、存储系统等。在本篇实验报告中，主要探讨了计算机中数据的四种表示形式：原码、反码、补码和移码，以及几种基本的运算规则，如补码加减交替除法、补码乘法运算等。
1. **数据表示**
- **原码**：原码是最直观的数据表示方式，正数的最高位为0，负数的最高位为1。对于0，有两种表示形式，+0为000...0，-0为100...0。
- **反码**：正数的反码与原码相同，负数的反码除符号位外，其余各位取反。0的反码有两种形式，与原码相同。
- **补码**：正数的补码与原码相同，负数的补码是原码各位取反后再加1。0的补码唯一，为000...0。
- **移码**：正数的移码最高位为1，其余位与原码相同；负数移码最高位为0，其余位同补码。移码主要用于浮点数的阶码表示。
2. **运算规则**
- **补码加减交替除法**：用于实现负数的除法运算，根据补码的性质，通过加减交替的方式进行。
- **补码两位乘法**：乘数最低位后加附加位，初始为0，同时右移。最高位设为符号位，防止溢出，每次加的值取决于移位后的最低两位和附加位。
- **补码一位乘法**：乘数和被乘数都是补码表示，运算中需考虑溢出，使用两位符号位。最低位加附加位，右移按补码规则进行。
- **原码两位乘法**：数值部分用原码表示，但实际运算采用补码加减，因为原码乘法可能需要加2|X|和减|X|。部分积右移时，根据最高位复制符号位。
- **原码一位乘法**：根据乘数最低位决定是否加被乘数，部分积、乘数寄存器和进位位联合右移，计数器控制循环。
- **原码加减交替除法**：检查被除数与除数的数值部分，根据余数正负决定上商和余数操作。考虑溢出和符号位。
- **补码加减法运算**：对两个整数的真值进行加减运算，考虑符号位的处理，正负数的运算规则不同。
这些基本概念和运算规则构成了计算机硬件层面数据处理的基础，理解它们对于深入学习计算机系统、编程和硬件设计至关重要。在实际的计算机系统中，这些运算规则被硬件电路实现，使得计算机能够正确地处理各种算术和逻辑操作。
