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  • 原码 反码 补码

    加法器:

    计算机里面,只有加法器,没有减法器,所有的减法运算,都必须用加法进行。

    即:减去某个数字(或者说加上某个负数)的运算,都应该研究如何用加法来完成。

    模、补数:

    把某物体左转 90 度,和右转 270 度,在不考虑圈数的条件下,最终的效果是相同的;

    把数字 87,减去 25,和加上 75,在不考虑百位数的条件下,效果也是相同的;

    90 + 270 = 360

    25 + 75 = 100

    式中的 360100,就是“模”。

    式中的 90 270 25 75,就是一对对互补的数字。

    用补数代替原数,可把减法转变为加法。出现的进位就是模,此时的进位,就应该忽略不计。

    二进制数的模

    前面说过的十进制数2575,它们是 2 位数的运算,模是 100,即 1 的后面加上 2 0

    如果有 3 位数参加运算,模就是 1000,即 1 的后面加上 3 0

    推论:有多少位数参加运算,模就是在 1 的后面加上多少个 0

    对于二进制数字,模也是这样推算。

    如果是 3 位二进制数参加运算,模就是 1000,即 1 的后面加上 3 0

    那么当 8 位二进制数参加运算,模就是 1 0000 0000,即 1 的后面加上 8 0

    注意:这里提到的 10,都是二进制数。

    8 位二进制数的模可以按照十进制写成 2^8,即 256

    二进制数的补码:

    求二进制数的补数,目的是往计算机里面存放。

    在计算机里面,存放的数字什么的,都称为机器码;那么二进制形式的补数,也就改称为补码了。

    计算时加上正数,是不需要进行求取补数的;只有进行减法(或者加上负数),才需要对减数求补数。

    补码就是按照这个要求来定义的:正数不变,负数即用模减去绝对值。

    已知一个数 X,其 8 位字长的补码定义为:

    正数和0的补码,就是该数字本身

    负数的补码,就是用 1 0000 0000,减去该数字的绝对值

    例如 X = 126,其补码为 1000 0010,计算方法如下:

     

        1 0000 0000

       - 0111 1110

     -----------

         1000 0010

    应用补码进行计算

    用补码计算:832558

     

        83  --都变成补码,再用加法运算-->    0101 0011

      - 25  ->  1 0000 0000 - 0001 1001-->   + 1110 0111

     -------------------------------

        58  <- 忽略进位1,结果就是正确的--[1]  0011 1010

     

    计算结果如果超出了-128~+127的范围,结果将是错误的,这是没有办法纠正的。

    1 、符号位

    从这个表格中,可以看出补码的一个特点:正数的最高位都是0,负数的最高位都是1

    这样一来,有人就把最高位理解成了符号位。说什么是规定的用0代表正号,......。并且郑重其事的补充说明:“符号位也参加运算”。真能忽悠!卖拐、卖车的都甘拜下风。

    其实,前面说过的 补数 补码的定义式 里面,根本就没有什么符号位。这最高位的10是自然出现的,并不是由人来规定的。

    2、求反加一

    负数补码的后面七位,也可以看出一个不完全的规律:它们和绝对值之间存在着“求反加一”的关系。于是,又有人推出了这个不同于定义式的算法。

    3、原码和反码

    由于使用“求反加一”来求取补码,顺便又引出了 原码 和 反码 两个垃圾概念。

    其实,“求反加一”的计算方法只是适用于计算二进制形式的补数,它并不是通用的。

    并且把“求反加一”用于求-128的补码,有个溢出的现象,很多人都在这里被弄瘸了很长时间。

    原码和反码也只不过是“人工”进行“求反加一”时的中间过程,在计算机里面根本是不存在的,它们也就没有丝毫用处。

    !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

    求补码,就按照定义的规定,负数采用模减去绝对值的方法来做,这是求补数的通用方法,适合于各种进制、各种大小的数字。

    不要用求反加一的方法,也就不用理会原码和反码了,也不牵涉符号位的问题。

    以后的计算,也就没有必要特殊说明:符号位一起参加运算...”,因为根本就没有什么符号位。

     

    转自:https://www.douban.com/note/223507364/

    我们理解和口算补码可以按照本文作者的思路,求补码,负数采用“模减去绝对值”的方法来做;

    但是计算机是不能减法运算的,所以在计算机中原码、反码、符号位应该还是有用的。

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