原码反码补码

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原码、反码、补码

原码、反码、补码

原码、反码、补码⼀、什么是原码、反码、补码原码:将⼀个整数,转换成⼆进制,就是其原码。

如单字节的5的原码为:0000 0101;-5的原码为1000 0101。

反码:正数的反码就是其原码;负数的反码是将原码中,除符号位以外,每⼀位取反。

如单字节的5的反码为:0000 0101;-5的反码为1111 1010。

补码:正数的补码就是其原码;负数的反码+1就是补码。

如单字节的5的补码为:0000 0101;-5的补码为1111 1011。

⼆、为什么要有这三类码计算机只能识别0和1,使⽤的是⼆进制。

⽽在⽇常⽣活中⼈们使⽤的是⼗进制,并且我们⽤的数值有正负之分。

于是在计算机中就⽤⼀个数的最⾼位存放符号(0为正,1为负)。

这就是机器数的原码了。

有了数值的表⽰⽅法就可以对数进⾏算术运算,但是很快就发现⽤带符号位的原码进⾏乘除运算时结果正确,⽽在加减运算的时候就出现了问题,如下:假设字长为8bits(1) 10 - (1)10 = (1)10 + (-1)10 = (0)10(0 0000001)原 + (1 0000001)原 = (1 0000010)原 = ( -2 ) 显然不正确。

因为在两个整数的加法运算中是没有问题的,于是就发现问题出现在带符号位的负数⾝上。

对除符号位外的其余各位逐位取反就产⽣了反码。

反码的取值空间和原码相同且⼀⼀对应。

下⾯是反码的减法运算:(1)10 - (1)10 = (1)10 + (-1)10= (0)10(0 0000001)反 + (1 1111110)反 = (1 1111111)反 = ( -0 ) 有问题。

(1)10 - (2)10 = (1)10 + (-2)10 = (-1)10(0 0000001)反 + (1 1111101)反 = (11111110)反 = (-1) 正确。

问题出现在(+0)和(-0)上,在⼈们的计算概念中零是没有正负之分的。

(印度⼈⾸先将零作为标记并放⼊运算之中,包含有零号的印度数学和⼗进制计数对⼈类⽂明的贡献极⼤)。

原码_反码_补码

原码_反码_补码

原码_反码_补码第⼀种情况:⽤8位⼆进制数来表⽰有符号数########76543210第7位是符号位,第0位⾄第6位是数值位。

第7位若为0,则表⽰这个数是正数;若为1,则表⽰这个数是负数。

这个规则,对于原码、反码、补码都适⽤。

即:如果原码、反码、补码的符号位为0,则表⽰这个数是正数;若为1,则表⽰这个数是负数。

因此,如果是正数,不管是原码、反码、补码,⼀律把符号位置为0;如果是负数,不管是原码、反码、补码,⼀律把符号位置为1;以下讨论原码、反码、补码,我们就不⽤管符号位了,只⽤管数值位了。

原码:原码的数值位就是数值本⾝。

例如: X = +1011010B[X]原 = 01011010BY = -1011010B[Y]原 = 11011010B反码:正数的反码的数值位与原码的数值位相同;负数的反码的数值位是原码的数值位逐位求反。

例如: X = +1011010B[X]反 = 01011010BY = -1011010B[Y]反 = 10100101B补码:正数的补码的数值位与原码的数值位相同;负数的补码的数值位是原码的数值位逐位求反后再加1,如果加1后向符号位(即第7位)有进位,则忽略此进位,因为符号位早已确定是1。

例如: X = +1011010B[X]补 = 01011010BY = -1011010B[Y]补 = 10100110B原码、反码、补码的取值范围:8位⼆进制数可以表⽰2的8次⽅,即256个数。

2的7次⽅是128。

原码:(+0:00000000,-0:10000000)-127 ~ -0:表⽰了128个数+0 ~ +127:表⽰了128个数反码:(+0:00000000,-0:11111111)-127 ~ -0:表⽰了128个数+0 ~ +127:表⽰了128个数补码:(+0:00000000,没有-0)-128 ~ -1:表⽰了128个数+0 ~ +127:表⽰了128个数-128:10000000-127:10000001-126:10000010. : .. : .. : .-1 :11111111 (注意:此时数值位0000000 ~ 1111111已经表⽰了128个数,已经没有办法表⽰其它数了)+0 :00000000+1 :00000001+2 :00000010. : .. : .. : .+127:01111111⼆进制数原码反码补码00000000 +0 +0 +010000000 -0 -127 -12811111111 -127 -0 -1例1:给你⼀个机器数10001010B,如果它是有符号数:如果它是原码,它表⽰:-10如果它是反码,它表⽰:-117 (把0001010取反后是1110101)如果它是补码,它表⽰:-118 (把0001010取反后再加1是1110110)如果它是⽆符号数:它表⽰138第⼆种情况:⽤8位⼆进制数来表⽰⽆符号数########765432100 ~ 7位都是数值位,没有符号位。

计算机的原码反码补码概念

计算机的原码反码补码概念

计算机中原码、反码和补码的概念
在计算机中,我们使用三种主要的编码方式来表示整数,它们分别是原码、反码和补码。

每种编码方式都有其特定的表示方法和应用场景。

1.原码概念
原码就是将二进制数的最高位作为符号位,其余位表示数值。

正数的符号位为0,负数的符号位为1。

因此,原码表示的整数范围是-2^n-1到2^n-1,其中n是原码的位数。

例如,8位原码可以表示的范围是-128到127。

原码的优点是直观易懂,易于实现。

但原码也存在一些缺点,如不能直接进行加减运算,需要先进行符号扩展。

2.反码概念
反码是用来表示负数的二进制编码方式。

对于正数,反码与其原码相同。

对于负数,反码是将其原码除符号位以外的所有位取反(即0变为1,1变为0)。

例如,8位反码中,+7的编码为00000111,而-7的编码为11111000。

反码的优点是可以直接进行加减运算,不需要进行符号扩展。

但反码的缺点是不易于理解和记忆。

3.补码概念
补码是用来表示负数的另一种二进制编码方式。

与反码不同的是,补码在表示负数时会对符号位以外的所有位取反后加1。

因此,补码可以看作是反码加1的结果。

例如,8位补码中,+7的编码为00000111,而-7的编码为11111001。

补码的优点是可以直接进行加减运算,同时也可以进行减法运算而不需要进行符号扩展。

此外,补码还具有一些其他的优点,如易于理解和记忆、适用于有符号整数等。

因此,在现代计算机系统中,补码被广泛采用。

原码、反码、补码的求法

原码、反码、补码的求法

反码‎在计算‎机内,定点‎数有3种表‎示法:原码‎、反码和补‎码。

‎所谓原码就‎是前面所介‎绍的二进制‎定点表示法‎,即最高位‎为符号位,‎“0”表示‎正,“1”‎表示负,其‎余位表示数‎值的大小。

‎反码‎表示法规定‎:正数的反‎码与其原码‎相同;负数‎的反码是对‎其原码逐位‎取反,但符‎号位除外。

‎补码‎表示法规定‎:正数的补‎码与其原码‎相同;负数‎的补码是在‎其反码的末‎位加1。

‎ 1、原‎码、反码和‎补码的表示‎方法‎(1)原‎码:在数值‎前直接加一‎符号位的表‎示法。

‎例如:‎符号位数‎值位‎[+7]原‎= 0 0‎00011‎1 B‎[-7]‎原= 1 ‎00001‎11 B‎注意:‎a. 数0‎的原码有两‎种形式:‎ [+0‎]原=00‎00000‎0B [-‎0]原=1‎00000‎00B‎b. 8‎位二进制原‎码的表示范‎围:-12‎7~+12‎7(‎2)反码:‎正数‎:正数的反‎码与原码相‎同。

‎负数:负数‎的反码,符‎号位为“1‎”,数值部‎分按位取反‎。

例‎如:符号‎位数值位‎[+‎7]反= ‎0 000‎0111 ‎B[‎-7]反=‎1 11‎11000‎B‎注意:a.‎数0的反‎码也有两种‎形式,即‎ [+0‎]反=00‎00000‎0B‎[- 0]‎反=111‎11111‎Bb‎. 8位二‎进制反码的‎表示范围:‎-127~‎+127‎(3)‎补码的表示‎方法‎1)模的概‎念:把一个‎计量单位称‎之为模或模‎数。

例如,‎时钟是以1‎2进制进行‎计数循环的‎,即以12‎为模。

在时‎钟上,时针‎加上(正拨‎)12的整‎数位或减去‎(反拨)1‎2的整数位‎,时针的位‎置不变。

1‎4点钟在舍‎去模12后‎,成为(下‎午)2点钟‎(14=1‎4-12=‎2)。

从0‎点出发逆时‎针拨10格‎即减去10‎小时,也可‎看成从0点‎出发顺时针‎拨2格(加‎上2小时)‎,即2点(‎0-10=‎-10=-‎10+12‎=2)。

计算机中的原码、补码与反码

计算机中的原码、补码与反码

计算机中的原码、补码与反码⼀、原码: 所谓原码就是当前数字的⼆进制表现形式,int为例,第⼀位表⽰符号 (0正数 1负数)简单期间⼀个字节表⽰ +7的原码为: 00000111 -7的原码为: 10000111 对于原码来说,绝对值相等的正数和负数只有符号位不同。

⼆、反码: 正数的反码就是本⾝。

负数的反码是⼆进制保留符号位。

剩余位取反,⽐如-1的反码是1111 1110;三、补码: 正数的反码、补码、原码都是⼀样的,负数的补码是在其反码的基础上+1,⽐如-1的补码是1111 1111。

为什么要使⽤补码呢: 我们知道,0是不分正数还是负数的,也就是说,如果使⽤原码表⽰0的话,有两种表⽰⽅式,即00000000与10000000,这对计算来说很不⽅便。

如果我们使⽤补码来表⽰的话: 正数的0的表⽰: 因为正数的原码、反码、补码都是相同的。

所以正数0的反码与补码都是00000000; 负数的0的表⽰: 负数的0的原码是10000000,它的补码也就是在其反码的基础上+1,10000000的反码为符号位不变,剩余位取反,即为11111111,再加⼀的话为00000000,这样的话0的正数表⽰与负数表⽰都是00000000。

其实还有⼀个更重要的原因:就是利⽤⾼位溢出,将减法运算变成加法运算。

这样可以简化运算的设计:⽐如计算3-2,我们可以当做3+(-2)来运算:化为⼆进制: 3:0000 0011; -2:原码:1000 0010;反码:1111 1101;补码在反码基础上+1,即为:1111 1110这样3+(-2)的计算为:1000 0010 + 1111 1110 -------------------- ⾼位溢出结果为:0000 0001在计算机系统中,数值都是以补码来表⽰和存储的。

计算机计算过程是先转换成补码,再按位相加。

原码、反码、补码的定义

原码、反码、补码的定义

原码、反码、补码的定义所有的负数的反码等于原码各位取反;补码等于反码加一.十六进制也是先化成2进制的在化补码。

补码的用途是让机器学会减法运算的。

应为所有的处理器是电路做的,电路其实只是加法器,只能做加法。

如何能让电脑做减法呢,就用补码啊。

减去一个数就等于加上她的补码。

一、原码、反码、补码的定义1、原码的定义①小数原码的定义[X]原=X 0≤X<1 1-X-1<X≤0例如:X=+0.1011,[X]原=01011 X=-0.1011[X]原=11011②整数原码的定义[X]原=X 0≤X<2n 2n-X-2n<X≤0 2、补码的定义①小数补码的定义[X]补=X 0≤X<1 2+X-1≤X<0例如:X=+0.1011,[X]补=01011 X=-0.1011,[X]补=10101②整数补码的定义[X]补=X 0≤X<2n 2n+1+X-2n≤X<0 3、反码的定义①小数反码的定义[X]反=X 0≤X<1 2-2n-1-X-1<X≤0例如:X=+0.1011[X]反=01011 X=-0.1011[X]反=10100②整数反码的定义[X]反=X 0≤X<2n 2n+1-1-X-2n<X≤0 4.移码:移码只用于表示浮点数的阶码,所以只用于整数。

①移码的定义:设由1位符号位和n位数值位组成的阶码,则[X]移=2n+X-2n≤X≤2n例如:X=+1011[X]移=11011符号位"1"表示正号X=-1011[X]移=00101符号位"0"表示负号②移码与补码的关系:[X]移与[X]补的关系是符号位互为反码,例如:X=+1011[X]移=11011[X]补=01011 X=-1011[X]移=00101[X]补=10101③移码运算应注意的问题:◎对移码运算的结果需要加以修正,修正量为2n,即对结果的符号位取反后才是移码形式的正确结果。

简述原码、补码和反码的含义

简述原码、补码和反码的含义

简述原码、补码和反码的含义原码、补码和反码是用于表示有符号整数的三种不同的编码方式。

它们在计算机系统中用于处理带符号数的溢出和运算问题。

1. 原码(Sign and Magnitude):
•原码是最直观的一种表示方法,其中整数的符号用最高位表示(0表示正,1表示负),其余位表示数值的绝对值。

•例如,+5的8位原码表示为 00000101,-5表示为 10000101。

2. 反码(Ones' Complement):
•反码的符号位与原码相同,但是数值位取反。

即,正数的反码与原码相同,负数的反码是将其原码中的每一位取反。

•例如,+5的8位反码表示为 00000101,-5的8位反码表示为11111010。

3. 补码(Two's Complement):
•补码是计算机系统中最常用的表示方法,它解决了反码中的0有两个表示的问题。

•正数的补码与原码相同,而负数的补码是其反码加1。

•例如,+5的8位补码表示为 00000101,-5的8位补码表示为11111011。

这三种表示方法中,原码、反码和补码都有其优缺点。

补码在进行加减运算时更为方便,而且只有一种表示0的方式,因此在计算机中广泛应用。

在补码表示中,正数、负数的加法和减法可以通过相同的硬件电路实现,简化了计算机的设计。

(数电知识)原码、反码与补码知识

(数电知识)原码、反码与补码知识

2.1 原码、反码与补码在计算机内的数(称之为“机器数”)值有3种表示法:原码、反码和补码。

所谓原码就是带正、负号的二进制数,即最高位为符号位,“0”表示正,“1”表示负,其余位表示数值的大小。

反码表示法规定:正数的反码与其原码相同;负数的反码是对其原码逐位取反,但符号位除外。

补码表示法规定:正数的补码与其原码相同;负数的补码是在其反码的末位加1。

由此可见,这三种表示法中,关键是负数的表示方式不一样。

2.2.1 正负数表示、定点数与浮点数在计算机内,通常把1个二进制数的最高位定义为符号位,用“0”表示正数,“1”表示负数;其余位表示数值。

规定小数点位置固定不变的数称为“定点数”;小数点的位置不固定,可以浮动的数称为“浮点数”。

2.2.2 原码原码表示法是定点数的一种简单的表示法。

用原码表示带符号二进制数时,符号位用0表示正,1表示负;数值位保持不变。

原码表示法又称为符号-数值表示法。

1. 小数原码表示法设有一数为x,则原码表示可记作[x]原(下标表示)。

例如,X1= +1010110 ;X2= -1001010原码表示数的范围与二进制位数有关。

设二进制小数X=±0.X1X2…Xm,则小数原码的定义如下:例如:X=+0.1011时,根据以上公式可得[X]原=0.1011;X=-0.1011时,根据以上公式可得[X]原= 1-(-0.1011)=1.1011=1.1011当用8位二进制来表示小数原码时,其表示范围为:最大值为0.1111111,其真值约为(0.99)10 ;最小值为1.1111111,其真值约为(-0.99)10。

根据定义,小数“0”的原码可以表示成0.0…0或1.0…0。

2. 整数原码表示法整数原码的定义如下:例如:X=+1101时,根据以上公式可得[X]原=01101;X=-1101时,根据以上公式可得[X]原=24-(-1101)=10000+1101=11101当用8位二进制来表示整数原码时,其表示范围为:最大值为01111111,其真值为(127)10 ;最小值为11111111,其真值为(-127)10 。

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引入原码反码和补码的目的就是为了解决减法问题,因为计算机CPU的运算器中只有加法器,要把减法转化成加法来计算。

举个例子,A表示十进制数“+16”,B表示十进制数“-19”,把这两个数的原码直接相加,得:
A=+16 (A)原=00010000
B=-19 (B)原=10010011
00010000 +
10010011
————
10100011
其结果符号位为1是负数,其数值位为100011,即等于十进制数“-35”,这显然是错的结果。

再比如,十进制数“+16”与“+19”的原码直接相减,得:
00010000 -
00010011
————
11111101
结果为“-125”,这又是错的。

但是引入补码后,加减法都可以用加法来实现,如“-16+11”的运算:
11110000 + -16的补码
00001011 11的补码
————
11111011 -5的补码
如果是“-16-11”,那么就转化为加法运算“-16+(-11)”
11110000 + -16的补码
11110101 -11的补码
————
111100101 -27的补码
在字长为8位的系统中,最高位所产生的进位被自然丢弃,运算结果的机器数为11100101,是-27的补码形式,结果正确。

顺便告诉你一些其它的东西:
1.二进制数中,两数的补码之和等于两数和的补码。

2.补码=反码+1
3.反码=原码除符号位外其它数值取反(即该数的绝对值取反),即“0”变“1”,“1”变“0”。

4.任何正数的原码反码补码的形式完全相同(即都是自身,不变)
5.在计算机中,有符号的数都是采用补码来表示的。

6.计算的时候,符号位也参与运算。

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