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二进制正,负数的原码,反码,补码三者之间是什么关系
(1)正数的补码表示与原码相同;
(2)负数的补码是将原码符号位保持“1”之后,其余各位按位取反,末位再加1便得到补码,即取其原码的反码再加“1”:[x]补=[x]反+1。;
(3)列出 的8位二进制原码,反码和补码并将补码用十六进制表示。
内容拓展:
一、二进制
1、是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数据是用0和1两个数码来表示的数。它的基数为2,进位规则是“逢二进一”,借位规则是“借一当二”,由18世纪德国数理哲学大师莱布尼兹发现。
2、当前的计算机系统使用的基本上是二进制系统,数据在计算机中主要是以补码的形式存储的。计算机中的二进制则是一个非常微小的开关,用1来表示“开”,0来表示“关”。
二、在计算机中,数的正负号是用0,1表示。
三、真值为正时。其原码,反码,补码完全相同。
四、 真值为负时,其原码就是把负号改为1,其余不变。反码就是负号改为1,其余取反。
五、补码就是在反码的基础上加1,加1时记得是逢2进1。
负数的反码怎么表示
2、符号位的表示:最常用的表示方法有原码、反码和补码。
(1)原码表示法:一个机器数x由符号位和有效数值两部分组成,设符号位为x0,x真值的绝对值|x|=x1x2x3...xn,则x的机器数原码可表示为:
[x]原=
,当x=0时,x0=0,当x0时,x0=1。
例如:已知:x1=-1011B,x2=
+1001B,则x1,x2有原码分别是
[x1]
原=11011B,[x2]原=01001B
规律:正数的原码是它本身,负数的原码是取绝对值后,在最高位(左端)补“1”。
(2)反码表示法:一个负数的原码符号位不变,其余各位按位取反就是机器数的反码表示法。正数的反码与原码相同。
按位取反的意思是该位上是1的,就变成0,该位上是0的就变成1。即1=0,0=1
(3)补码表示法:
首先分析两个十进制数的运算:78-38=41,79+62=141
如果使用两位数的运算器,做79+62时,多余的100因为超出了运算器两位数的范围而自动丢弃,这样在做78-38的减法时,用79+62的加法同样可以得到正确结果。
模是批一个计量系统的测量范围,其大小以计量进位制的基数为底数,位数为指数的幂。如两位十进制数的测量范围是1——9,溢出量是100,模就是102=100,上述运算称为模运算,可以写作:
79+(-38)=79+62
(mod
100)
进一步写为
-38=62,此时就说
–38的补法(对模100而言)是62。计算机是一种有限字长的数字系统,因此它的运算都是有模运算,超出模的运算结果都将溢出。n位二进制的模是2n,
一个数的补码记作[x]补,设模是M,x是真值,则补码的定义如下:
例:设字长n=8位,x=-1011011B,求[x]补。
解:因为
n=8,所以模
M=28=100000000B,x0,所以
[x]补=M+x=100000000B-1011011B=10100101B
注意:这个x的补码的最高位是“1”,表明它是一个负数。对于二进制数还有一种更加简单的方法由原码求出补码:
(1)正数的补码表示与原码相同;
(2)负数的补码是将原码符号位保持“1”之后,其余各位按位取反,末位再加1便得到补码,即取其原码的反码再加“1”:[x]补=[x]反+1。
下表列出
的8位二进制原码,反码和补码并将补码用十六进制表示。
真值
原码(B)
反码(B)
补码(B)
补码(H)
+127
111
1111
111
1111
111
1111
7F
+39
010
0111
010
0111
010
0111
27
+0
000
0000
000
0000
000
0000
00
-0
1
000
0000
1
111
1111
000
0000
00
-39
1
010
0111
1
101
1000
1
101
1001
D9
-127
1
111
1111
1
000
0000
1
000
0001
81
-128
无法表示
无法表示
1
000
0000
80
从上可看出,真值+0和-0的补码表示是一致的,但在原码和反码表示中具有不同形式。8位补码机器数可以表示-128,但不存在+128的补码与之对应,由此可知,8位二进制补码能表示数的范围是-128——+127。还要注意,不存在-128的8位原码和反码形式。
原码、反码、补码,计算机中负数的表示?
一:对于正数,原码和反码,补码都是一样的,都是正数本身。
对于负数,原码是符号位为1,数值部分取X绝对值的二进制。
反码是符号位为1,其它位是原码取反。
补码是符号位为1,其它位是原码取反,未位加1。
也就是说,负数的补码是其反码未位加1。
移码就是将符号位取反的补码
二:在计算机中,实际上只有加法运算,减法运算也要转换为加法运算,
乘法转换为加法运算,除法转换为减法运算。
三:在计算机中,对任意一个带有符号的二进制,都是按其补码的形式进行运算和存储的。之所以是以补码方式进行处理,而不按原码和反码方式进行处理,是因为在对带有符号位的原码和反码进行运算时,计算机处理起来有问题。
而按补码方式,一方面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。另一方面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
四:补码加、减运算公式
1):补码加法公式
[X+Y]补 = [X]补 + [Y]补
2):补码减法公式
[X-Y]补 = [X]补-[Y]补 = [X]补 + [-Y]补
已知[+Y]补求[-Y]补的规则是全部位(含符号位)按位取反后再加1。
五:由补码求原码
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。
===========================按你的要求以8位二进制进行计算=======
以8位二进制操作为例,其运算取值范围是-128~127。
那么综上所述,我们可以得到-126-100,可以看成(-126)+(-100),目的是使减法操作变为加法
-126 - 1111 1110 -反 1000 0001 -补 1000 0010
100 - 0110 0100 - 负数求补 1001 1011+1 - 负补 1001 1100
做补码相加得 -126补+(-100) 补- 1000 0010补 + 1001 1100补 -1 0001 1110补 -自然丢弃超出 0001 1110补
由补求原得到 0001 1110补 - 0001 1110原
得到的结果为00011110,如果两个负数相加如果溢出,那么结果一定是正数,由此可知计算结果溢出。
负数的原码、反码、补码
以-3为例,
[-3]原 = 1000 0011
[-3]反 = 1111 1100 原码除符号位外各位取反
[-3]补 = 1111 1101 反码末位加1
-3的补码减1得 1111 1100
再取反得 1000 0011
即为a1,a1也就是-3的原码。
-3的补码取反得 1000 0010
再加1得 1000 0011
即为a2,a2也就是-3的原码。
结论,负数的补码减1取反得原码,取反加1也得原码。
是因为在对带有符号位的原码和反码进行运算时,计算机处理起来有问题。而按补码方式,一方面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。另一方面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