为什么数据在内存里是以补码的形式存储？
数据在内存里是以补码的形式存储的原因有三点：
1、保证了0的唯一性，保证了数的表示的准确性。
2、让加减可以统一处理，优化了数的运算过程。
3、解决了自身逻辑意义的完整性。
数据在内存里以补码的形式存储是为了简化计算机的结构设计，同时也提高了运算速度。在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。
扩展资料：
补码的主要特性：
补码为一个负整数（或原码）与其补数（或补码）相加，和为模。在补码的运算中，对一个整数的补码再求补码，等于该整数自身。补码的正零与负零表示方法相同。计算机底层不区分无符号数和补码数，可认为其运算全部当作无符号数处理。
补码使得符号位能与有效值部分一起参加运算，从而简化运算规则。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。
参考资料来源：百度百科-补码
大雅新科技有限公司
2024-11-19 广告
数据在内存里以补码的形式存储是为了简化计算机的结构设计，同时也提高了运算速度。
一、补码的释义：
1、计算机中的符号数有三种表示方法，即原码、反码和补码。三种表示方法均有符号位和数值位两部分，符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”，而数值位，三种表示方法各不相同。
2、在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；同时，加法和减法也可以统一处理。此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。
二、计数系统：
1、 一个计数系统可以存多少容量状态的数，我叫它作为计数系统的Mod。一个计数系统不断地加一，那么它表示的数的状态也会周期性地变化，我叫这个周期的大小叫做Mod。
2、 举个两个例子：一个包含两个bit的存储单位，它可以表示00，加一变成01，加一变成10，加一变成11，再加一又变成了00。即该计数系统的Mod为4。另一个时钟显示十二个小时，时针旋转一周后回到原来的状态，即该系统的Mod为12。
3、由此，可以得到一个结论。这种周期性变化的计数系统，一个状态加减整数倍的Mod，其状态不会有不会发生变化。00加上4次之后还是00，12点时阵转两圈后还是12点。
三、补码的特性：
1、一个负整数（或原码）与其补数（或补码）相加，和为模。
2、对一个整数的补码再求补码，等于该整数自身。
3、补码的正零与负零表示方法相同。
四、运算速递简介：
1、英文Computing speed；运算速度：运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度（平均运算速度），单字长定点指令平均执行速度MIPS(Million Instructions Per Second)的缩写，每秒处理的百万级的机器语言指令数。
2、这是衡量CPU速度的一个指标。像是一个Intel80386 电脑可以每秒处理3百万到5百万机器语言指令，即我们可以说80386是3到5MIPS的CPU。MIPS只是衡量CPU性能的指标。是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令/ 秒”来描述。微机一般采用主频来描述运算速度，主频越高，运算速度就越快。
五、存储系统：
1、计算机的主存储器不能同时满足存取速度快、存储容量大和成本低的要求，在计算机中必须有速度由慢到快、容量由大到小的多级层次存储器，以最优的控制调度算法和合理的成本，构成具有性能可接受的存储系统。
2、存储系统的性能在计算机中的地位日趋重要，主要原因是：
①冯诺伊曼体系结构是建筑在存储程序概念的基础上，访存操作约占中央处理器（CPU）时间的70%左右。
②存储管理与组织的好坏影响到整机效率。
③现代的信息处理，如图像处理、数据库、知识库、语音识别、多媒体等对存储系统的要求很高。
负数的补码，是一个正数。
使用补码，就是使用正数，代替负数进行运算。
这也就是：用加法，代替了减法运算。
因此，只用一个加法器，就可以实现加、减运算。节省了硬件。
***补码的原理***
当限定了运算的位数，减去一个数，和加上另一个数，效果相同。
比如： 24－1 = 23
24 + 99 = (1) 23
只取低两位，忽略进位，这两种运算的结果，不是相同吗？
99，就是－1 的补数。
两位十进制，共有 100 个数字。
求－1 的补数，就是： 99＝100 + (－1)
－－－－－－－－－－－－－
计算机，使用二进制，补数就改称：补码。
八位二进制，共有 256 个数字。
－1 的补码，就是 256 + (－1) = 255 = 1111 1111。
－2 的补码，就是 256 + (－2) = 254 = 1111 1110。
。。。
－－－－－－－－－－－－－
求负数八位补码的公式：256＋该负数。
正数无须变换，直接就可以参加运算。
正数，不需要补码，它也根本就没有补码。
补码，和原码反码，没有任何关系。
－－－－－－－－－－－－－
为什么数据在内存里是以补码的形式存储？
目的是：
用补码代表负数，可以加法器算出减法，省去了减法电路。
补码的功能，类似于：
时针倒拨 3 小时，与正拨 9 小时，效果相同。
利用这种思路，计算机中的负数，也可以改为正数（即补码）。
同时，减法运算，也就可以用加法运算代替了。
那么，借助于补码，就能统一加减法，够简化计算机的硬件。
十进制比较容易理解：
25 － 1 = 24
25 + 99 = (一百) 24。
只要忽略进位，+99 就能代替－1。
+99 就称为－1 的补数。
在这里用了 2 位 10 进制。
求补数的算法：补数 = 负数 + 10^2。
通用的公式是：补数 = 负数 + 10^n。 n 是位数。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
计算机用二进制，补数，就改名为：补码。
一个字节，是 8 位 2 进制。
计数范围是：0000 0000 ~ 1111 1111(十进制 255)。
计数周期是：2^8 = 256。
求补码的算法：负数的补码＝负数＋2^n。
那么：
－1 的补码＝－1 + 256 = 255 = 1111 1111。
－2 的补码＝－2 + 256 = 254 = 1111 1110。
。。。
例如，7－2 = 5，用补码计算如下：
7 = 0000 0111
[－2] 补 = 1111 1110
－－－相加－－－－－－－－－－－－
得： (1) 0000 0101 = 5
舍弃进位，结果就完全正确。
借助于补码，负数就没有了，从而就把“减法转换为加法运算”。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
补码的来源，与原码反码毫无关系。
“取反加一、符号位也能参加运算”，这些，都没有什么理论依据。
通过原码反码，已经证明“符号位能参加运算”是错误的。
补码能正确运算，并不是什么“符号位也参加运算”。
因为，补码，它就是一个正数，什么符号位也没有。
补码的全部位，都是代表数据的，当然就都可以参加运算。
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