二进制补码计算原理详解(二进制补码计算原理详解图)
计算机补码原理是什么
1、计算机补码的原理
在计算机系统中，数值一律用补码来表示（存储）。
主要原因：使用补码，可以将符号位和其它位统一处理；同时，减法也可按加法来处理。另外，两个用补
码表示的数相加时，如果最高位（符号位）有进位，则进位被舍弃。
2、补码与原码的转换过程几乎是相同的。
数值的补码表示也分两种情况：
（1）正数的补码：与原码相同。
例如，+9的补码是00001001。
（2）负数的补码：符号位为1，其余位为该数绝对值的原码按位取反；然后整个数加1。
例如，-7的补码：因为是负数，则符号位为“1”,整个为10000111；其余7位为-7的绝对值+7的原码 0000111按位取反为1111000；再加1，所以-7的补码是11111001。
3、已知一个数的补码，求原码的操作分两种情况：
（1）如果补码的符号位为“0”，表示是一个正数，所以补码就是该数的原码。
（2）如果补码的符号位为“1”，表示是一个负数，求原码的操作可以是：符号位为1，其余各位取反，然后再整个数加1。
例如，已知一个补码为11111001，则原码是10000111（-7）：因为符号位为“1”，表示是一个负
数，所以该位不变，仍为“1”；其余7位1111001取反后为0000110；再加1，所以是10000111。
二进制补码怎么计算的
最佳答案没有问题，那些踩的肯定是想要具体的例子，我来补充一下
1、原码：假设这里的1100100是原码
2、反码：想算补码，先要算反码，1100100的反码就是除符号位外按位取反1011011
3、补码：补码就是在反码的基础上+1，这里的补码就是1011100
二进制补码运算法则是什么？
正数的补码＝原码
负数的补码＝{原码符号位不变｝＋{数值位按位取反后＋1} or
= {原码符号位不变｝＋{数值位从右边数第一个1及其右边的0保持不变，左边安位取反｝
以十进制整数＋97和－97为例：
+97原码＝0110_0001b
+97补码＝0110_0001b
-97原码＝1110_0001b
-97补码＝1001_1111b
扩展资料
意义
1、解决了符号的表示的问题；
2、可以将减法运算转化为补码的加法运算来实现，克服了原码加减法运算繁杂的弊端，可有效简化运算器的设计；
3、在计算机中，利用电子器件的特点实现补码和真值、原码之间的相互转换，非常容易；
4、补码表示统一了符号位和数值位，使得符号位可以和数值位一起直接参与运算，这也为后面设计乘法器除法器等运算器件提供了极大的方便。
二进制补码怎么算?
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,"正如亚里士多德早就指出的那样,今天十进制的广泛采用,只不过我们绝大多数人生来具有10个手指头这个解剖学事实的结果.尽管在历史上手指计数(5,10进制)的实践要比二或三进制计数出现的晚."(摘自数学发展史有空大家可以看看哦~,很有意思的).为了能方便的与二进制转换,就使用了十六进制(2 4)和八进制(23).下面进入正题.
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。看了上面这些大家应该对原码、反码、补码有了新的认识了吧！
二进制的原码、补码、反码详解
计算机中，并没有原码和反码，只是使用补码，代表正负数。
使用补码的意义：可以把减法或负数，转换为加法运算。从而简化计算机的硬件。
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比如钟表，时针转一圈，周期是 12 小时。
倒拨 3 小时，可以用正拨 9 小时代替。
9，就称为－3 的补数。
计算方法：12－3 = 9。
对于分针，倒拨 X 分，就可以用正拨 60－X 代替。
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如果，限定了两位十进制数 (0~99)，周期就是 100。
那么，减一，就可以用 +99 代替。
24－1 = 23
24 + 99 = (1) 23
忽略进位，只取两位数，这两种算法，结果就是相同的。
于是，99 就是 －1 的补数。
其它负数的补数，大家可以自己求！
求出了负数的补数，就可用加法，代替减法了。
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计算机中使用二进制，补数，就改称为【补码】。
常用的八位二进制是：0000 0000~1111 1111。
它们代表了十进制：0~255，周期就是 256。
那么，－1，就可以用 255 = 1111 1111 代替。
所以：－1 的补码，就是 1111 1111 = 255。
同理：－2 的补码，就是 1111 1110 = 254。
继续：－3 的补码，就是 1111 1101 = 253。
。。。
最后：－128，补码是 1000 0000 = 128。
计算公式：负数的补码＝256＋这个负数。
正数，直接运算即可，不需要求补码。
也可以说，正数本身就是补码。
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补码的应用如： 7－3 = 4。
用补码的计算过程如下：
7 的补码＝0000 0111
－3的补码＝1111 1101
－－相加－－－－－－－－－－－－－
得：(1) 0000 0100 = 4 的补码
舍弃进位，只保留八位，作为结果即可。
这就是：使用补码，加法就代替了减法。
所以，在计算机中，有一个加法器，就够用了。
原码和反码，都没有这种功能。
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原码和反码，毫无用处。计算机中，根本就没有它们。