原碼 反碼與補碼與二進位制的運算

2021-10-25 05:10:53 字數 1379 閱讀 3152

在計算機中,原碼、反碼以及補碼是為了區分正數與負數的表達與運算設計出來的,其中負數的二進位制表示是先把數字獲得二進位制原碼經反碼再補碼得到的

在原碼中即把數字直接轉換為二進位制,其中第一位為符號位(符號位0代表整數,符號位1代表負數),其餘為該數的二進位制原碼;例如下面是+12與-12的原碼的表達方式:

+12:

0000

1100-12

:1000

1100

在原碼中正數與負數的二進位製碼除了符號位有區別外,其他是一樣的;這裡使用的是8位的二進位制,使用多少位的二進位制只是限制的數的取值範圍,並沒有多大的影響

上面8位的二進位制因為有一位的符號位,因此它的取值範圍為2^7 即:[-127,0] 和[0,127]

反碼,即對乙個負數除符號位外的每一位的二進位制原碼進行取反(因為正數的反碼還是其本身);我們把上面拿到的+12與-12的二進位制原碼進行反碼得到:

+

12:0000

1100 (正數的反碼還是其本身)

-12:

1111

0011

補碼,負數的補碼在反碼的基礎上加1;正數的補碼還是其本身,如:

+

12:0000

1100 (正數的反碼還是其本身)

-12:

1111

0100

例如在計算12 + (-12)在我們看來是很簡單的,因為計算機在運算時不像人腦一樣知道怎樣計算的,它即使轉為原碼後相加後得到的結果很明顯不是我們想要的:

(+12

)0000

1100+(

-12)1000

1100

=1001

1000

我們把-12反碼補碼後的二進位製碼為:

-12:

1000

1100

-->原碼

1111

0011

-->反碼

1111

0100

-->補碼

此時我們再把12+(-12)執行,式子變成了如下:

(+12

)0000

1100+(

-12)1111

0100

=0000

0000

-->結果

因為這裡用的是8位的的二進位制位,然後相加後超出的部分就被丟棄了然後變成了0000 0000;並且也不會存在-0這個數

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