原码-反码-补码及运算

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原码、反码、补码、移码相互转换及其运算

原码、反码、补码、移码相互转换及其运算

原码、反码、补码、移码相互转换及其运算原码、反码、补码和移码的相互转换⼀、机器数 连同符号位⼀起数字化的数。

1.特点 ①符号数字化 ②数值的⼤⼩受机器字长的限制。

每个机器数所占的⼆进制位数受限于机器硬件规模,与机器字长有关。

超过机器字长的数位要被舍去。

2.真值:机器数中除“+”“-”符号外,其余部分表⽰的值。

3.分类 ①⽆符号数:机器字长的所有⼆进制位均表⽰数值。

②带符号数:数值部分和符号均为⼆进制代码表⽰,通常符号位位于最⾼位。

符号位“1”表⽰“-”,“0”表⽰“+”。

⼆、原码 原码是保持原有的数值部分的形式不变。

整数部分: 当0≤X<2n,[X]原=X [10011001]原= 010011001 当-2n<X≤0,[X]原=2n-X=2n+|X| [-10011001]原= 110011001 ⼩数部分: 当0 ≤ X<1,[X]原=X [0.10011001]原= 0.10011001 当-1<X ≤ 0,[X]原=1+|X| [-0.10011001]原= 1.110011001 ①将[X]原的符号取反即可得到[-X]原 【例题】设机器字长为8位,写出+37和-37的⼆进制。

解析:37得到的⼆进制数为100101,“+”为1,“-”为0,符号位在最⾼位 [+37]原=(+37)10=(+100101)2=(+00100101)2=00100101 [-37]原=(-37)10=(-100101)2=(-00100101)2=10100101 ②原码中0的表⽰不唯⼀ 整数原码:[+0]原=00...0 [-0]原=10 0 ⼩数原码:[+0]原=0.00...0 [-0]原=1.00 0 ③原码的移位规则:符号位不变,数值部分左移或右移,移出的空位归0。

左移是乘法,右移是除法。

移动n位是乘或除2n。

【例⼦】 [0.0110000]原=0.0110000 [0.0110000]原÷2=0.0011000 [0.0110000]原×2=0.1100000三、反码 ①反码与原码的关系 当X≥0,[X]反=[X]原 当X<0,[X]反=[X]原的位取反(符号位不变) 【例⼦】 [+0.1001100]反=0.1001100 [-0.1001100]反=1.0110011 [+1001100]反=01001100 [-1001100]反=10110011 ②反码中0的表⽰不唯⼀ [+0]反=00...0 [-0]反=11 (1)四、补码  补码的⽬的是使得减法也可以按照加法的⽅式来计算(加减法);同时,补码可以将数的符号位和数值域采⽤统⼀⽅式处理。

二进制原码,反码,补码的基础概念和计算方法

二进制原码,反码,补码的基础概念和计算方法

⼆进制原码,反码,补码的基础概念和计算⽅法⼀. 原码, 反码, 补码的基础概念和计算⽅法.1. 原码:原码就是符号位加上真值的绝对值, 即⽤第⼀位表⽰符号, 其余位表⽰值. ⽐如如果是8位⼆进制: [+1]原 = 0000 0001 [-1]原 = 1000 0001第⼀位是符号位. 因为第⼀位是符号位, 所以8位⼆进制数的取值范围就是:[1111 1111 , 0111 1111]即[-127 , 127]2. 反码反码的表⽰⽅法是: 正数的反码是其本⾝ 负数的反码是在其原码的基础上, 符号位不变,其余各个位取反. [+1] = [00000001]原 = [00000001]反 [-1] = [10000001]原 = [11111110]反3. 补码补码的表⽰⽅法是: 正数的补码就是其本⾝ 负数的补码是在其原码的基础上, 符号位不变, 其余各位取反, 最后+1 (即在反码的基础上+1) [+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]补 [-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]补⼆. 为何要使⽤原码, 反码和补码计算机可以有三种编码⽅式表⽰⼀个数.对于正数因为三种编码⽅式的结果都相同:[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]补但是对于负数:[-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]补机器可以只有加法⽽没有减法计算⼗进制的表达式: 1-1=0如果⽤原码表⽰:1 - 1 = 1 + (-1) = [00000001]原 + [10000001]原 = [10000010]原 = -2让符号位也参与计算, 显然对于减法来说, 结果是不正确的.这也就是为何计算机内部不使⽤原码表⽰⼀个数. 如果⽤反码表⽰: 1 - 1 = 1 + (-1) = [0000 0001]原 + [1000 0001]原 = [0000 0001]反 + [1111 1110]反 = [1111 1111]反 = [1000 0000]原 = -0⽤反码计算减法, 结果的真值部分是正确的. ⽽唯⼀的问题其实就出现在"0"这个特殊的数值上. 虽然⼈们理解上+0和-0是⼀样的, 但是0带符号是没有任何意义的. ⽽且会有[0000 0000]原和[1000 0000]原两个编码表⽰0. ⽤补码表⽰: 1-1 = 1 + (-1) = [0000 0001]原 + [1000 0001]原 = [0000 0001]补 + [1111 1111]补 = [0000 0000]补 =[0000 0000]原 =0 这样0⽤[0000 0000]表⽰, ⽽以前出现问题的-0则不存在了.⽽且可以⽤[1000 0000]表⽰-128: (-1) + (-127) = [1000 0001]原 + [1111 1111]原 = [1111 1111]补 + [1000 0001]补 = [1000 0000]补 =-128注:-1-127的结果应该是-128, 在⽤补码运算的结果中, [1000 0000]补就是-128. 但是注意因为实际上是使⽤以前的-0的补码来表⽰-128, 所以-128并没有原码和反码表⽰.(对-128的补码表⽰[1000 0000]补算出来的原码是[0000 0000]原, 这是不正确的) 使⽤补码, 不仅仅修复了0的符号以及存在两个编码的问题, ⽽且还能够多表⽰⼀个最低数. 这就是为什么8位⼆进制, 使⽤原码或反码表⽰的范围为[-127, +127], ⽽使⽤补码表⽰的范围为[-128, 127]. (-1) + (-1) = [1000 0001]原 + [1000 0001]原 = [1111 1111]补 + [1111 1111]补 = [1111 1110]补 //负数原码=补码-1,再同位取反,符号位不变 =[1000 0010]原 =-2因为机器使⽤补码, 所以对于编程中常⽤到的32位int类型, 可以表⽰范围是: [-231, 231-1] 因为第⼀位表⽰的是符号位.⽽使⽤补码表⽰时⼜可以多保存⼀个最⼩值.。

原码,反码,补码及其运算

原码,反码,补码及其运算

原码,反码,补码及其运算
1)简述
原码: ⽤来转换对应进制.
反码: ⼆进制码0变1,1变0叫做反码,反码⽤于原码补码之间的转换.(符号位不变)。

补码: ⽤来做数据的存储运算. 补码提出的根源是让计算机底层的实现减法操作(可以表达出⼀个数的正负)。

2)运算规则
(原码反码补码之间的转换 , 符号位不要动)
正数: 原码 = 反码 = 补码
负数: 原码 = 补码取反加1 给补码求原码
负数: 补码 = 原码取反加1 给原码求补码
求12 +(- 15) = ?
补码⽤来做数据的存储运算,因此先求12和-15的补码
12的补码(=反码=原码):0000 1100(⾼位为0,表⽰正数)
-15的原码: 1000 1111 (⾼位为1,表⽰负数,转换为10进制时,⾼位的1不⽤进⾏换算)
反码: 1111 0000 (原码取反)
补码: 1111 0001 (反码加1)
补码做相加运算
12的补码: 0000 1100
-15的补码: 1111 0001
-------------
结果(补码): 1111 1101
补码再转换为原码(即补码的补码,同样做取反加1换算)
补码: 1111 1101(⾼位为1,表⽰负数,进⾏补码反码原码换算时是不变的)
反码: 1000 0010(补码取反)
原码: 1000 0011(反码加1)
10进制: -3。

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)。

原码反码补码及运算

原码反码补码及运算

原码,反码,补码及运算一、定义 1.原码 正数的符号位为0,负数的符号位为1,其它位按照一般的方法来表示数的绝对值。

用这样的表示方法得到的就是数的原码。

【例2.13】当机器字长为8位二进制数时:X=+1011011 [X]原码=01011011Y=+1011011 [Y]原码=11011011[+1]原码=00000001 [-1]原码=10000001[+127]原码=01111111 [-127]原码=11111111 原码表示的整数范围是: -(2n-1-1)~+(2n-1-1),其中n为机器字长。

则:8位二进制原码表示的整数范围是-127~+12716位二进制原码表示的整数范围是-32767~+32767 2.反码 对于一个带符号的数来说,正数的反码与其原码相同,负数的反码为其原码除符号位以外的各位按位取反。

【例2.14】当机器字长为8位二进制数时: X=+1011011 [X]原码=01011011 [X]反码=01011011 Y=-1011011 [Y]原码=11011011 [Y]反码=10100100 [+1]反码=00000001 [-1]反码=11111110 [+127]反码=01111111 [-127]反码=10000000 负数的反码与负数的原码有很大的区别,反码通常用作求补码过程中的中间形式。

反码表示的整数范围与原码相同。

3.补码 正数的补码与其原码相同,负数的补码为其反码在最低位加1。

引入补码以后,计算机中的加减运算都可以统一化为补码的加法运算,其符号位也参与运算。

【例2.15】(1)X=+1011011 (2)Y=-1011011 (1)根据定义有:[X]原码=01011011 [X]补码=01011011 (2)根据定义有:[Y]原码=11011011 [Y]反码=10100100 [Y]补码=10100101 补码表示的整数范围是-2n-1~+(2n-1-1),其中n为机器字长。

原码反码补码加减运算

原码反码补码加减运算

原码反码补码加减运算===========================================================================================处理器对两个操作数进⾏运算时,按照⽆符号数求得结果,并相应设置进位标志C;同时,根据是否超出有符号数的范围设置溢出标志V。

应该利⽤哪个标志,则由程序员来决定。

也就是说,如果将参加运算的操作数认为是⽆符号数,就应该关⼼进位;认为是有符号数,则要注意是否溢出。

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。

原码加减法⽐较复杂,需要事先判断数的符号,然后决定做加法还是做减法运算。

补码的加减法运算⽐较简单,采⽤补码加减法运算,可将“正数加负数”的操作,转化为“正数加正数”的操作。

⼀般计算机采取补码进⾏加减法运算。

因减法运算可看作被减数加上⼀个减数的负值,即A-B=A+(-B),故在此将机器中的减法运算和加法运算合在⼀起讨论。

===========================================================================================1. 补码加减的基本公式.补码加法的基本公式为:整数 [A]补+[B]补=[A+B]补 (mod 2n+1)⼩数 [A]补+[B]补=[A+B]补 (mod 2).对于减法因A-B=A+(-B),则[A-B]补=[A+(-B)]补,由补码加法基本公式可得:整数 [A-B]补=[A]补+[-B]补 (mod 2n+1)⼩数 [A-B]补=[A]补+[-B]补 (mod 2)[X+Y]补= [X]补+[Y]补 [X-Y]补= [X]补+[-Y]补运算过程举例(假设机器字长4位,其中1位表⽰符号位):补码的加、减法的例⼦(a) (-7)+(+5) (b)(-4)+(+4)1,001 1,1000,101 0,1001,110 =-2 0,000 =0(c) (+5)+(+4) (d)(-7)+(-6)0,101 1,0010,100 1,0101,001 =溢出 0,011 =溢出计算机中这种超出机器字长的现象,称为溢出。

原码反码补码乘除规则

原码反码补码乘除规则

原码反码补码乘除规则原码、反码、补码是计算机中存储和运算的三种表示方式。

它们的存在是为了解决符号位(即最高位)的问题,即正负数的表示方式,遵循的是二进制的加减以及进位制度,用来解决操作溢出问题。

原码是二进制中最常见的表示方法,符号位为0表示正数,为1表示负数。

例如,8位二进制数00001001表示正数9,11111001表示负数-9。

反码也是二进制数表示方法中常用的一种方式。

一个数的反码的符号位与原码相同,而其余位取反。

例如,8位二进制数00001001的反码是00001001,11111001的反码是10000110。

补码是二进制数表示中最常用的一种方式,它是计算机中存储和处理数据的主要方式。

补码的符号位与原码和反码的符号位相同,其余位的求法是在反码的基础上加1。

例如,8位二进制数00001001的补码是00001001,11111001的补码是10001001。

乘法和除法是数学运算中的两个基本要素,同样在计算机中也具有重要的作用。

当计算机进行乘法和除法时,需要遵守一定的规则。

乘法规则:对于两个数相乘,如果两个数的符号相同,则结果为正数,反之为负数。

同时,对于乘数和被乘数的最高位,其符号位可以省略,因为它们的符号可以根据乘积的符号来推断。

除法规则:对于两个数相除,如果两个数的符号相同,则结果为正数,反之为负数。

当被除数和除数为0时,需要抛出异常,因为除数不能为0。

此外,在进行整数除法时,需要注意舍入的方式,应该向0舍入。

综上所述,原码、反码、补码是计算机中所使用的三种数值表示方法。

在进行乘法和除法时,应该遵守一定的规则。

这些知识对于理解计算机底层的运算过程以及提高计算机编程的能力具有重要的意义。

原码, 反码, 补码 详解

原码, 反码, 补码 详解

发现用反码计算减法, 结果的真值部分是正确的. 而唯一的问题其实就出现在"0"这个特殊的数值上. 虽然人们理解上+0和-0是一样的, 但是0带符号是没有任何意义的. 而且会有[0000 0000]原和[1000 0000]原两个编码表示0.
于是补码的出现, 解决了0的符号以及两个编码的问题:
[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]补
所以不需要过多解释. 但是对于负数:
[-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]补
可见原码, 反码和补码是完全不同的. 既然原码才是被人脑直接识别并用于计算表示方式, 为何还会有反码和补码呢?
1-1 = 1 + (-1) = [0000 0001]原 + [1000 0001]原 = [0000 0001]补 + [1111 1111]补 = [0000 0000]补=[0000 0000]原
这样0用[0000 0000]表示, 而以前出现问题的-0则不存在了.而且可以用[1000 0000]表示-128:
所以4, 16, 28关于模 12 同余.
负数取模
正数进行mod运算是很简单的. 但是负数呢?
下面是关于mod运算的数学定义:
上面是截图, "取下界"符号找不到如何输入(word中粘贴过来后乱码). 下面是使用"L"和"J"替换上图的"取下界"符号:
x mod y = x - y L x / y J
(-1) + (-127) = [1000 0001]原 + [1111 1111]原 = [1111 1111]补 + [1000 0001]补 = [1000 0000]补
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原码,反码,补码及运算一、定义1.原码正数的符号位为0,负数的符号位为1,其它位按照一般的方法来表示数的绝对值。

用这样的表示方法得到的就是数的原码。

【例2.13】当机器字长为8位二进制数时:X=+1011011 [X]原码=01011011Y=-1011011 [Y]原码=11011011[+1]原码=00000001 [-1]原码=10000001[+127]原码=01111111 [-127]原码=11111111 原码表示的整数范围是:-(2n-1-1)~+(2n-1-1),其中n为机器字长。

则:8位二进制原码表示的整数范围是-127~+12716位二进制原码表示的整数范围是-32767~+327672.反码对于一个带符号的数来说,正数的反码与其原码相同,负数的反码为其原码除符号位以外的各位按位取反。

【例2.14】当机器字长为8位二进制数时:X=+1011011 [X]原码=01011011 [X]反码=01011011Y=-1011011 [Y]原码=11011011 [Y]反码=10100100[+1]反码=00000001 [-1]反码=11111110[+127]反码=01111111 [-127]反码=10000000负数的反码与负数的原码有很大的区别,反码通常用作求补码过程中的中间形式。

反码表示的整数范围与原码相同。

3.补码正数的补码与其原码相同,负数的补码为其反码在最低位加1。

引入补码以后,计算机中的加减运算都可以统一化为补码的加法运算,其符号位也参与运算。

【例2.15】(1)X=+1011011 (2) Y=-1011011(1)根据定义有: [X]原码=01011011 [X]补码=01011011(2)根据定义有: [Y]原码=11011011 [Y]反码=10100100[Y]补码=10100101补码表示的整数范围是-2n-1~+(2n-1-1),其中n为机器字长。

则:8位二进制补码表示的整数范围是-128~+127(-128 表示为10000000,无对应的原码和反码)16位二进制补码表示的整数范围是-32768~+32767当运算结果超出这个范围时,就不能正确表示数了,此时称为溢出。

所以补码的设计目的是:⑴使符号位能与有效值部分一起参加运算,从而简化运算规则.⑵使减法运算转换为加法运算,进一步简化计算机中运算器的线路设计4.补码与真值之间的转换正数补码的真值等于补码的本身;负数补码转换为其真值时,将负数补码按位求反,末位加1,即可得到该负数补码对应的真值的绝对值。

【例2.16】[X]补码=01011001B,[X]补码=11011001B,分别求其真值X。

(1)[X]补码代表的数是正数,其真值:X=+1011001B=+(1×26+1×24+1×23+1×20)=+(64+16+8+1)=+(89)D(2)[X]补码代表的数是负数,则真值:X=-([1011001]求反+1)B=-(0100110+1)B=-(0100111)B=-(1×25+1×22+1×21+1×20)=-(32+4+2+1)=-(39)D二、补码加、减运算规则1、运算规则[X+Y]补= [X]补+ [Y]补[X-Y]补= [X]补+ [-Y]补若已知[Y]补,求[-Y]补的方法是:将[Y]补的各位(包括符号位)逐位取反再在最低位加1即可。

例如:[Y]补= 101101 [-Y]补= 0100112、溢出判断,一般用双符号位进行判断:符号位00 表示正数 11 表示负数结果的符号位为01时,称为上溢;为10时,称为下溢例题:设x=0.1101,y=-0.0111,符号位为双符号位用补码求x+y,x-y[x]补+[y]补=00 1101+11 1001=00 0110[x-y]补=[x]补+[-y]补=00 1101+00 0111=01 0100结果错误,正溢出数值在计算机中表示形式为机器数,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.数值有正负之分,计算机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.假设机器能处理的位数为8.即字长为1byte,原码能表示数值的范围为(-127~-0 +0~127)共256个.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(00000001)原 + (10000001)原 = (10000010)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(00000001) 反+ (11111110)反 = (11111111)反 = ( -0 ) 有问题.( 1 )10 - ( 2)10 = ( 1 )10 + ( -2 )10 = ( -1 )10(00000001) 反+ (11111101)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).于是就引入了补码概念. 负数的补码就是对反码加一,而正数不变,正数的原码反码补码是一样的.在补码中用(-128)代替了(-0),所以补码的表示范围为:(-128~0~127)共256个.注意:(-128)没有相对应的原码和反码, (-128) = (10000000) 补码的加减运算如下:( 1 ) 10- ( 1 ) 10= ( 1 )10 + ( -1 )10 = ( 0 )10(00000001)补 + (11111111)补 = (00000000)补 = ( 0 ) 正确( 1 ) 10- ( 2) 10= ( 1 )10 + ( -2 )10 = ( -1 )10(00000001) 补+ (11111110) 补= (11111111)补 = ( -1 ) 正确所以补码的设计目的是:⑴使符号位能与有效值部分一起参加运算,从而简化运算规则.⑵使减法运算转换为加法运算,进一步简化计算机中运算器的线路设计所有这些转换都是在计算机的最底层进行的,而在我们使用的汇编、C等其他高级语言中使用的都是原码。

看了上面这些你应该对原码、反码、补码有了新的认识了吧在计算机内,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 1111000 B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)。

因此,在模12的前提下,-10可映射为+2。

由此可见,对于一个模数为12的循环系统来说,加2和减10的效果是一样的;因此,在以12为模的系统中,凡是减10的运算都可以用加2来代替,这就把减法问题转化成加法问题了(注:计算机的硬件结构中只有加法器,所以大部分的运算都必须最终转换为加法)。

10和2对模12而言互为补数。

同理,计算机的运算部件与寄存器都有一定字长的限制(假设字长为8),因此它的运算也是一种模运算。

当计数器计满8位也就是256个数后会产生溢出,又从头开始计数。

产生溢出的量就是计数器的模,显然,8位二进制数,它的模数为28=256。

在计算中,两个互补的数称为“补码”。

2)补码的表示:正数:正数的补码和原码相同。

负数:负数的补码则是符号位为“1”,数值部分按位取反后再在末位(最低位)加1。

也就是“反码+1”。

例如:符号位数值位[+7]补= 0 0000111 B[-7]补= 1 1111001 B补码在微型机中是一种重要的编码形式,请注意:a. 采用补码后,可以方便地将减法运算转化成加法运算,运算过程得到简化。

正数的补码即是它所表示的数的真值,而负数的补码的数值部份却不是它所表示的数的真值。

采用补码进行运算,所得结果仍为补码。

b. 与原码、反码不同,数值0的补码只有一个,即 [0]补=00000000B。

c. 若字长为8位,则补码所表示的范围为-128~+127;进行补码运算时,应注意所得结果不应超过补码所能表示数的范围。

2.原码、反码和补码之间的转换由于正数的原码、补码、反码表示方法均相同,不需转换。

在此,仅以负数情况分析。

(1)已知原码,求补码。

例:已知某数X的原码为10110100B,试求X的补码和反码。

解:由[X]原=10110100B知,X为负数。

求其反码时,符号位不变,数值部分按位求反;求其补码时,再在其反码的末位加1。

1 0 1 1 0 1 0 0 原码1 1 0 0 1 0 1 1 反码,符号位不变,数值位取反1 +11 1 0 0 1 1 0 0 补码故:[X]补=11001100B,[X]反=11001011B。

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