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补码,是计算机进行数值计算时,唯一使用的代码。
先来看看十进制数吧,两位数:0 ~ 99。
可以有:27 + 99 = (一百) 26
也可以这么做:27 - 1 = 26
如果你忽略进位,这两种算法的功能,就是完全相同的。
即,舍弃了进位:正数,就可以当成负数;加法,也就可以完成减法运算!
在计算机中舍弃进位呢?
负数和减法,也就被正数和加法代替了!
那么,计算机中,就全都是正数和加法运算了。
因此,计算机只需配置一个加法器,便可全面完成加、减运算!
舍弃了进位,既简化了算法,还能简化硬件! 好事啊!
代替负数的正数,就是计算机专家发明的“补码”。
正数与其替换的负数,换算方法是:+99 = 100(进位值)-1。
别忙,移个项,再仔细看看:99 + 1 = 100 !
看出来什么没有?
这不就是小学学过的“互为补数”的算式吗?
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注意,计算机使用的,是二进制数。
八位二进制数的进位值,是 2^8 = 256。
那么,255 (二进制 1111 1111),就可以代替-1 了。
在计算机教材上,给出公式是:[-1 ]补 = 2^8 - 1。
把-2 代入,可得 [-2 ]补 = 254 (1111 1110)。
同样道理,也可得 [-3 ]补 = 253 (1111 1101)。
。。。
最后一个,是 [-128 ]补码 = 256 -128 = 128 (1000 0000)。
以上这 128 个正数(128~255),就是代替负数(-128 ~-1)的补码。
.
而加上 0 ~ 127,并不会产生进位,所以,这些数,就不会呈现出负数的特点。
所以, 0 ~ 127,这 128 个数,就只能代表它们自己了。
因此,计算机专家就发明了“零和正数的补码,就是它们自己”的说法。
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其实,所谓的“补码”,并不是什么码,它们也是正常的数字。
补码和补码之间的运算方法,和“一般的二进制数”的算法,是完全相同的。
因此,用补码代表带符号数,就能和“无符号数”使用同一个加法器来完成运算。
而原码和反码,都没有这种功能。
(如果非要用原码或反码来进行加减运算,那就必须特制两个加法器了。)
所以,计算机,根本就不能用原码和反码。
这就是“在计算机系统中,数值,一律采用补码表示和存储”的原因。
由此可知,计算机中,根本就没有原码和反码。
机器数符号位原码反码取反加一模 ... ,你就是全背熟了,也是啥用都没有的。
反之,如果你上过小学,还记得“互为补数”,你就什么都明白了。
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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,这就是 4。
十进制-48的补码是11010000。
计算机里原码是用最高位表示数字的正负,1为负数,0为正数。最高位为1的负整数原码求补码,将其原码除符号位外的所有位取反(0变1,1变0,符号位为1不变)后加1,最后加上符号位。
即十进制-48的原码为10110000,除符号位外的所有位为0110000,取反为1001111?,再加1就等于1010000,带上符号位最终为11010000。
扩展资料:
设计补码时,有意识的引用了模运算在数理上对符号位的自动处理,利用模的自动丢弃实现了符号位的自然处理,仅仅通过编码的改变就可以在不更改机器物理架构的基础上完成的预期的要求,所以补码一直被使用。
补码在数的表示上通过人为的定义来消除编码映射的不唯一性,对转换后的10000000强制认定为-128。当然对原码和反码也可以做这种强制认定。
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