计算机组成原理（补充知识版）

一、数据的二进制表示

计算机中的所有数据都是由二进制数表示的，基本上都是使用二进制补码来表示。数据可以分为有符号数和无符号数，区分后进行运算会相对简单。

对于原码，就是将十进制数转化成二进制数，如果是负数的话最高位为一。

对于反码，如果是负数就将其绝对值的原码每个位都取反，正数的反码和原码相同。

对于补码，现在计算机体系中主要使用的就是补码，补码将正负数统一的表示，并且使用同一套加法电路就可以完成加法和减法操作。负数的补码是其反码加一，正数的补码和原码相同。

• 补码的正负数转换：十进制的一个对正负数，表示为补码后，只要将其中一个的所有位取反然后加一就可以变为它的相反数。在进行减法运算的时候可以用到，因为进行减法运算使用的依然是加法器，将减法变成加上一个数的相反数就可以。

二、存储硬件

计算机体系结构中大致包括两部分存储，一部分是RandomAccessMemory也就是RAM，另一部分是ReadOnlyMemory也就是ROM。

RAM

RAM一般又分为两种，一种是SRAM（静态）另一种是DRAM（动态），都是断电不能保存数据的。

SRAM一般被用来作为CPU的缓存，只要一直通电就可以保持数据的稳定，访问速度快造价高容量小。

DRAM一般作为计算的内存，需要通电进行刷新保持数据稳定，速度相对较低造价相对较第容量相对较大。

ROM

ROM最大的特点是断电可以保存数据，虽然是只读存储器，但是现在的ROM可以泛指外存，也就是可重复读写的存储器。

EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，带电可擦可编程只读存储器。是可更改的只读存储器（ROM），其可通过高于普通电压的作用来擦除和重写。

常用于存放硬件设置数据，如PC的BIOS。

OTP One Time Programmable，一次性可编程存储器。数据写入后，将不可再次更改和清除。

常用于写入产品和安全信息。

FLASH Flash是一种块Block擦写型存储器。Flash不像RAM一样需要电源支持才能保存，但又像RAM一样可重写。在某个级别的低电压下，Flash的内部信息可读不可写，类似于ROM，而在较高的电压下，其内部信息可以更改和删除，又类似于RAM。现代的硬盘一般使用flash技术。

现代的单片机一般使用Flash作为ROM存储