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《计算机组成原理习题解答》 在计算机科学领域，计算机组成原理是理解计算机硬件系统的基础。冯诺依曼计算机的设计思想是核心理论，它强调了存储程序并按地址顺序执行的模式。这种设计包含了五个主要部分：存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备。存储器用于存储数据和指令，运算器执行算术和逻辑运算，控制器负责协调整个系统的运作，而输入设备和输出设备则用于与外界交互。 存储容量指的是一个存储器能够存储的二进制数据的总量，通常以KB、MB、GB等单位表示。单元地址是存储器中每个存储单元的唯一标识，如同房间的门牌号。数据字是计算机处理的数据单位，而指令字则是代表一条特定操作的二进制序列。指令由操作码和操作数两部分构成，形成计算机执行的基本操作，而程序是由一系列指令组成的序列，用于解决特定问题。 计算机如何区分内存中的指令和数据？在冯诺依曼体系结构中，这个区分是在执行阶段进行的。在取指阶段，CPU从内存读取的是待执行的指令；而在执行阶段，读取的则是指令需要的操作数。内存是系统运行时存储程序和数据的快速存储器，而外存则包括硬盘和光盘等，它们容量大但访问速度慢，不能直接被CPU访问。CPU，即中央处理器，由运算器和控制器组成，负责执行指令。适配器则扮演着接口的角色，它使得主机能与不同速度的外部设备通信，完成信息的转换。 运算方法和运算器是计算机处理数据的关键。在8位编码中，整数的原码、反码和补码反映了正负数值的表示方式。例如，-35的补码表示为11001101，而+111的补码是01111111。运算器负责执行加减乘除等基本运算。 对于浮点数表示，其结构通常包含一个符号位、阶码和尾数。例如，一个32位浮点数，符号位1位，阶码8位（使用移码表示），尾数23位（使用补码表示，基数为2）。最大数的二进制表示是01111111 11111111 11111111 11111111，对应真值为(1-2^(-23)) * 2^(127)，最小数的二进制表示是10000000 00000000 00000000 00000000，对应真值为-2^(-127)。规格化数的范围是从2^(-127)到(1-2^(-23)) * 2^(127)，其中最小正数是2^(-127)，最大正数是(1-2^(-23)) * 2^(127)，最大负数是-2^(-127)。 以上内容涵盖了计算机组成原理中的基础概念，包括冯诺依曼架构、存储系统、数据表示以及浮点运算等关键知识点，对于理解和分析计算机系统的工作原理具有重要意义。