二进制正,负数的原码,反码,补码三者之间是什么关系
推荐于2018-04-26
负数的反码是将原码的符号位不变,其余位变反,补码是在反码的基础上加1
负数的反码是将原码的符号位不变,其余位变反,补码是在反码的基础上加
《微机原理》第一章的内容
“补码”,是计算机进行正负数计算时,唯一使用的“代码”。
原码和反码,计算机都是不用的。 它们,可以说,什么关系都没有。
其实,所谓的“补码”,并不是什么码。“补码”也是正常的数值。
计算机使用二进制数。
八位数的范围是:0000 0000 ~ 1111 1111。 这些数,都是正数。
对应十进制数是:0 ~ 255。 计算机专业则称之为:无符号数。
两个八位二进制数相加,和,可能会出现进位。进位值则是:2^8 = 256。
随便找两个二进制数做加法,列出竖式如下:
图中的加法运算,出现了进位(2^8 = 256)。
如果保留进位,和,就是 256 + 26 = 282,运算正确!
如果忽略(舍弃)进位,就是减去 256,和,就只剩下 26 了。
那么,加上 255,再减去 256,此时的加法,就成了减法运算!
此时的“无符号数”255,就成了“有符号数”-1 !
于是,计算机专家就将 255 (1111 1111),称为:-1 的补码。
同理:254,就是-2 的补码;
。。。 。。。
最后,128,就是-128 的补码。
以上的 255 ~ 128,舍弃进位之后,它们就是-1 ~-128 !
计算机专业教材中,负数补码的公式就是:[ X ]补=2^n+X。
这个公式,正是说明了上述关系。
那么,127 还能不能当做负数呢? 不能!
因为,127 (0111 1111) 的最高位是 0。相加后,进位只能是 0。
即使舍弃进位 0,127,也不能表现出负数的特点。
所以,0 ~ 127,这 128 个无符号数,就只能当做它们自己了。
因此,计算机专业教材中正数补码的公式,就是:[ X ]补=X。
-----------------------------
看明白上述介绍,就可以理解:
所谓的“补码”,本来都是正数。 而且,也都属于“无符号数”。
无符号的“补码”,能够当成负数使用,其根源就在于【舍弃进位】。
那么,利用“补码”当做“有符号数”做加减运算,与“无符号数”的加法,算法显然是完全相同的,都是逢二进一!
因此,“有符号数(补码)”、“无符号数”,就可以【共用同一个加法器】!
利用【舍弃进位】,就实现了“两种算法(加减)”的统一、“两种类型数据”的统一。
计算机,只需配置一个加法器,便可横行天下!
-----------------------------
原码和反码,都没有这些功能。
所以,计算机中,就无法使用原码和反码进行计算。甚至,都不保存它们。
老外的算术水平太洼了,弄不清楚进位的事。百般无奈,只好编造了:
“机器数符号位原码反码补码正数三码相同负数取反加一符号位不变模符号位也参加运算时针倒拨正拨 ... ”
这些,都是垃圾概念! 你就是把它们都背熟了、会做了,也是啥用都没有的。
当然,你如果当上了计算机老师,你还可以拿这些去忽悠下一代学生。