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正數存儲的二進制的補碼

發布時間: 2022-05-22 10:02:28

① 計算機二進制數用補碼

對,因為補碼方便,補碼在計算器內部做乘法和除法時,可以做到正數負數使用相同的方法,即移位加法,這樣可以將一次乘法變成8次加法。原碼和反碼不能直接這么做,會麻煩一點,另上面那哥們明顯是隨便網路的0 0希望給個採納、

② 8位二進制補碼計算步驟是什麼

8位二進制補碼的計算:先按位取反,也就是把1變成0,把0變成1,得到反碼;把得到反碼末位再加1即得到補碼。

例如:10110011,先按位取反得到01001100,再把01001100加上1,得到01001101,這就是補碼。

數在計算機中是以二進制形式表示的。

數分為有符號數和無符號數。

原碼、反碼、補碼都是有符號定點數的表示方法。

一個有符號定點數的最高位為符號位,0是正,1是副。

以下都以8位整數為例,原碼就是這個數本身的二進制形式。

補碼求原碼

已知一個數的補碼,求原碼的操作其實就是對該補碼再求補碼:

⑴如果補碼的符號位為「0」,表示是一個正數,其原碼就是補碼。

⑵如果補碼的符號位為「1」,表示是一個負數,那麼求給定的這個補碼的補碼就是要求的原碼。

例:已知一個補碼為11111001,則原碼是00000111。

因為符號位為「1」,表示是一個負數,所以該位不變,仍為「1」。

其餘七位1111001取反後為0000110;再加1,所以是00000111。

以上內容參考:網路-補碼

③ 整數的原碼、反碼、補碼是什麼意思

整數的原碼、反碼、補碼是十進制數在機器裡面的二進製表示方式。
在計算機內,定點數有3種表示法:原碼、反碼和補碼。
所謂原碼就是前面所介紹的二進制定點表示法,即最高位為符號位,「0」表示正,「1」表示負,其餘位表示數值的大小。
反碼表示法規定:正數的反碼與其原碼相同;負數的反碼是對其原碼逐位取反,但符號位除外。
補碼表示法規定:正數的補碼與其原碼相同;負數的補碼是在其反碼的末位加1。
1、原碼、反碼和補碼的表示方法
(1) 原碼:在數值前直接加一符號位的表示法。
例如: 符號位 數值位
[+7]原= 0 0000111 B
[-7]原= 1 0000111 B
注意:a. 數0的原碼有兩種形式:
[+0]原=00000000B [-0]原=10000000B
b. 8位二進制原碼的表示範圍:-127~+127
(2)反碼:
正數:正數的反碼與原碼相同。
負數:負數的反碼,符號位為「1」,數值部分按位取反。
例如: 符號位 數值位
[+7]反= 0 0000111 B
[-7]反= 1 1111000 B
注意:a. 數0的反碼也有兩種形式,即
[+0]反=00000000B
[- 0]反=11111111B
b. 8位二進制反碼的表示範圍:-127~+127
(3)補碼的表示方法
1)模的概念:把一個計量單位稱之為模或模數。例如,時鍾是以12進制進行計數循環的,即以12為模。在時鍾上,時針加上(正撥)12的整數位或減去(反撥)12的整數位,時針的位置不變。14點鍾在捨去模12後,成為(下午)2點鍾(14=14-12=2)。從0點出發逆時針撥10格即減去10小時,也可看成從0點出發順時針撥2格(加上2小時),即2點(0-10=-10=-10+12=2)。因此,在模12的前提下,-10可映射為+2。由此可見,對於一個模數為12的循環系統來說,加2和減10的效果是一樣的;因此,在以12為模的系統中,凡是減10的運算都可以用加2來代替,這就把減法問題轉化成加法問題了(註:計算機的硬體結構中只有加法器,所以大部分的運算都必須最終轉換為加法)。10和2對模12而言互為補數。
同理,計算機的運算部件與寄存器都有一定字長的限制(假設字長為8),因此它的運算也是一種模運算。當計數器計滿8位也就是256個數後會產生溢出,又從頭開始計數。產生溢出的量就是計數器的模,顯然,8位二進制數,它的模數為28=256。在計算中,兩個互補的數稱為「補碼」。
2)補碼的表示:
正數:正數的補碼和原碼相同。
負數:負數的補碼則是符號位為「1」,數值部分按位取反後再在末位(最低位)加1。也就是「反碼+1」。
例如: 符號位 數值位
[+7]補= 0 0000111 B
[-7]補= 1 1111001 B
補碼在微型機中是一種重要的編碼形式,請注意:
a. 採用補碼後,可以方便地將減法運算轉化成加法運算,運算過程得到簡化。正數的補碼即是它所表示的數的真值,而負數的補碼的數值部份卻不是它所表示的數的真值。採用補碼進行運算,所得結果仍為補碼。
b. 與原碼、反碼不同,數值0的補碼只有一個,即 [0]補=00000000B。
c. 若字長為8位,則補碼所表示的范圍為-128~+127;進行補碼運算時,應注意所得結果不應超過補碼所能表示數的范圍。
2.原碼、反碼和補碼之間的轉換
由於正數的原碼、補碼、反碼表示方法均相同,不需轉換。
在此,僅以負數情況分析。
(1) 已知原碼,求補碼。
例:已知某數X的原碼為10110100B,試求X的補碼和反碼。
解:由[X]原=10110100B知,X為負數。求其反碼時,符號位不變,數值部分按位求反;求其補碼時,再在其反碼的末位加1。
1 0 1 1 0 1 0 0 原碼
1 1 0 0 1 0 1 1 反碼,符號位不變,數值位取反
1 +1
1 1 0 0 1 1 0 0 補碼
故:[X]補=11001100B,[X]反=11001011B。
(2) 已知補碼,求原碼。
分析:按照求負數補碼的逆過程,數值部分應是最低位減1,然後取反。但是對二進制數來說,先減1後取反和先取反後加1得到的結果是一樣的,故仍可採用取反加1 有方法。
例:已知某數X的補碼11101110B,試求其原碼。
解:由[X]補=11101110B知,X為負數。求其原碼表示時,符號位不變,數值部分按位求反,再在末位加1。
1 1 1 0 1 1 1 0 補碼
1 0 0 1 0 0 0 1 符號位不變,數值位取反
1 +1
1 0 0 1 0 0 1 0 原碼
1.3.2 有符號數運算時的溢出問題
請大家來做兩個題目:
兩正數相加怎麼變成了負數???
1)(+72)+(+98)=?
0 1 0 0 1 0 0 0 B +72
+ 0 1 1 0 0 0 1 0 B +98
1 0 1 0 1 0 1 0 B -42
兩負數相加怎麼會得出正數???
2)(-83)+(-80)=?
1 0 1 0 1 1 0 1 B -83
+ 1 0 1 1 0 0 0 0 B -80
0 1 0 1 1 1 0 1 B +93
思考:這兩個題目,按照正常的法則來運算,但結果顯然不正確,這是怎麼回事呢?
答案:這是因為發生了溢出。
如果計算機的字長為n位,n位二進制數的最高位為符號位,其餘n-1位為數值位,採用補碼表示法時,可表示的數X的范圍是 -2n-1≤X≤2n-1-1
當n=8時,可表示的有符號數的范圍為-128~+127。兩個有符號數進行加法運算時,如果運算結果超出可表示的有符號數的范圍時,就會發生溢出,使計算結果出錯。很顯然,溢出只能出現在兩個同符號數相加或兩個異符號數相減的情況下。
對於加法運算,如果次高位(數值部分最高位)形成進位加入最高位,而最高位(符號位)相加(包括次高位的進位)卻沒有進位輸出時,或者反過來,次高位沒有進位加入最高位,但最高位卻有進位輸出時,都將發生溢出。因為這兩種情況是:兩個正數相加,結果超出了范圍,形式上變成了負數;兩負數相加,結果超出了范圍,形式上變成了正數。
而對於減法運算,當次高位不需從最高位借位,但最高位卻需借位(正數減負數,差超出范圍),或者反過來,次高位需從最高位借位,但最高位不需借位(負數減正數,差超出范圍),也會出現溢出。
在計算機中,數據是以補碼的形式存儲的,所以補碼在c語言的教學中有比較重要的地位,而講解補碼必須涉及到原碼、反碼。本部分演示作何一個整數的原碼、反碼、補碼。過程與結果顯示在列表框中,結果比較少,不必自動清除,而過程是相同的,沒有必要清除。故需設清除各部分及清除全部的按鈕。測試時注意最大、最小正負數。用戶使用時注意講解不會溢出:當有一個數的反碼的全部位是1才會溢出,那麼它的原碼是10000...,它不是負數,故不會溢出。
在n位的機器數中,最高位為符號位,該位為零表示為正,為一表示為負;其餘n-1位為數值位,各位的值可為零或一。當真值為正時,原碼、反碼、補碼數值位完全相同;當真值為負時,原碼的數值位保持原樣,反碼的數值位是原碼數值位的各位取反,補碼則是反碼的最低位加一。注意符號位不變。
總結:提示信息不要太少,可「某某數的反碼是某某」,而不是只顯示數值。
1.原碼的求法:(1)對於正數,轉化為二進制數,在最前面添加一符號位(這是規定的),用1表示負數,二表示正數.如:0000 0000是一個位元組,其中0為符號位,表示是正數,其它七位表示二進制的值.其實,機器不管這些,什麼符號位還是值,機器統統看作是值來計算. 正數的原碼、反碼、補碼是同一個數!
(2)對於負數,轉化為二進制數,前面符號位為1.表示是負數.
計算原碼只要在轉化的二進制數前面加上相應的符號位就行了.
2.反碼的求法:對於負數,將原碼各位取反,符號位不變.
3.補碼的求法:對於負數,將反碼加上二進制的1即可,也就是反碼在最後一位上加上1就是補碼了.

④ 為什麼整型數據要以二進制補碼形式存儲

補碼的設計使得二進制減法可以轉化成加法,這樣CPU只需要設計加法器就行了,不用再專門設計減法器了。
結構簡化也有利於CPU運行速率的提高。
至於負數的補碼為什麼是取反加1,證明起來有點復雜,你可以在網路文庫里搜「補碼
原理」,裡面有不少資料。

⑤ 補碼二進制計算機為什麼要用補碼存儲整型,關於

補碼的功能,類似於:

時針倒撥 3 小時,與正撥 9 小時,效果相同。

利用這種思路,計算機中的負數,也可以改為正數(即補碼)。

同時,減法運算,也就可以用加法運算代替了。

那麼,藉助於補碼,就能統一加減法,夠簡化計算機的硬體。

十進制比較容易理解:

25 - 1 = 24

25 + 99 = (一百) 24。

只要忽略進位,+99 就能代替-1。

+99 就稱為-1 的補數。

在這里用了 2 位 10 進制。

求補數的演算法:補數 = 負數 + 10^2。

通用的公式是:補數 = 負數 + 10^n。n 是位數。

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

計算機用二進制,補數,就改名為:補碼。


一個位元組,是 8 位 2 進制。

計數范圍是:0000 0000 ~ 1111 1111(十進制 255)。

計數周期是:2^8 = 256。


求補碼的演算法:負數的補碼=負數+2^n。

那麼:

-1 的補碼=-1 + 256 = 255 = 1111 1111。

-2 的補碼=-2 + 256 = 254 = 1111 1110。

。。。


例如,7-2 = 5,用補碼計算如下:

7 =0000 0111

[-2] 補 =1111 1110

---相加------------

得:(1)0000 0101= 5

舍棄進位,結果就完全正確。

藉助於補碼,負數就沒有了,從而就把「減法轉換為加法運算」。

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

補碼的來源,與原碼反碼毫無關系。

「原碼反碼取反加一、符號位也能參加運算」...

這些,都沒有什麼理論依據。

從「原碼取反加一」開始學習補碼,就弄不清楚「為什麼用補碼」。

⑥ 在C語言中,整數的數值是以補碼形式存放的,補碼是什麼意思啊

使用補碼代表負數,就可以把減法,轉化為加法運算。

那麼,在計算機中只要有一個加法器,就可以做加、減法了。

使用補碼的意義,就是簡化了計算機的硬體。

常識:時鍾倒撥 3 小時,可以用正撥 9 小時代替。

怎麼計算,自己推導吧。

--------

兩位十進制數,共有 100 個數字:00~99。

那麼,減一,就可以用 +99 代替:

25-1 = 24

25 + 99 = (1) 24

取後兩位,忽略進位 100,結果,不就是相同的嗎?

只要利用一個「較大的正數」代替負數,就能把減法變加法了。

這個較大的正數,就是負數的補數

計算公式:-1 的補數=100-1 = 99。

-2 的補數=100-2 = 98。

。。。

--------

計算機中,使用的是二進制。

二進制的補數,就改稱為補碼

八位二進制數,共有 256 個數字:0000 0000~1111 1111。

那麼,-1 的補碼就是 1111 1111 = 255(十進制)。

同理,-2 的補碼就是 1111 1110 = 254(十進制)。

。。。

最後,-128的補碼就是 1000 0000 = 128(十進制)。

計算公式:負數的補碼=【256+這個負數】

零和正數,不需要求補數(補碼),直接計算即可。

⑦ 二進制整數補碼和反碼

這個負整數是-1011011所以它的原碼是11011011。反碼碼符號位不變,其他位取反,是10100100。補碼是反碼加一,是10100101。有問題請追問,望採納

⑧ 整數在電腦中的二進位表示是補碼還是反碼

1、補碼;並且整形變數(整數)在內存中占兩個位元組(c語言中這樣規定,這屬於一般情況,而具體情況還要看是什麼樣的機器),也就是說戰兩個內存位置。

2、所有類型的數據都以二進制數的補碼形式存放於電腦中。

⑨ 二進制補碼怎麼計算的

1、正數的補碼表示:

正數的補碼 = 原碼

負數的補碼 = {原碼符號位不變} + {數值位按位取反後+1} or

= {原碼符號位不變} + {數值位從右邊數第一個1及其右邊的0保持不變,左邊安位取反}

以十進制整數+97和-97為例:

+97原碼 = 0110_0001b

+97補碼 = 0110_0001b

-97原碼 = 1110_0001b

-97補碼 = 1001_1111b

2、純小數的原碼:

純小數的原碼如何得到呢?方法有很多,在這里提供一種較為便於筆算的方法。

以0.64為例,通過查閱可知其原碼為0.1010_0011_1101_0111b。

操作方法:

將0.64 * 2^n 得到X,其中n為預保留的小數點後位數(即認為n為小數之後的小數不重要),X為乘法結果的整數部分。

此處將n取16,得

X = 41943d = 1010_0011_1101_0111b

即0.64的二進製表示在左移了16位後為1010_0011_1101_0111b,因此可以認為0.64d =0.1010_0011_1101_0111b 與查詢結果一致。

再實驗n取12,得

X = 2621d = 1010_0011_1101b 即0.64d =0.1010_0011_1101b,在忽略12位小數之後的位數情況下,計算結果相同。

3、純小數的補碼:

純小數的補碼遵循的規則是:在得到小數的源碼後,小數點前1位表示符號,從最低(右)位起,找到第一個「1」照寫,之後「見1寫0,見0寫1」。

以-0.64為例,其原碼為1.1010_0011_1101_0111b

則補碼為:1.0101_1100_0010_1001b

當然在硬體語言如verilog中二進製表示時不可能帶有小數點(事實上不知道哪裡可以帶小數點)。

4、一般帶小數的補碼

一般來說這種情況下先轉為整數運算比較方便

-97.64為例,經查詢其原碼為1110_0001.1010_0011_1101_0111b

筆算過程:

-97.64 * 2^16 = -6398935 =1110_0001_1010_0011_1101_0111b,其中小數點在右數第16位,與查詢結果一致。

則其補碼為1001_1110_0101_1100_0010_1001b,在此採用負數的補碼 = {原碼符號位不變} + {數值位按位取反後+1} 方法

5、補碼得到原碼:

方法:符號位不動,幅度值取反+1or符號位不動,幅度值-1取反

-97.64補碼 =1001_1110(.)0101_1100_0010_1001b

取反 =1110_0001(.)1010_0011_1101_0110b

+1 =1110_0001(.)1010_0011_1101_0111b 與查詢結果一致

6、補碼的拓展:

在運算時必要時要對二進制補碼進行數位拓展,此時應將符號位向前拓展。

-5補碼 = 4'b1011 = 6'b11_1011

ps.原碼的拓展是將符號位提到最前面,然後在拓展位上部0.

-5原碼 = 4『b』1101 = 6'b10_0101,對其求補碼得6'b11_1011,與上文一致。

(9)正數存儲的二進制的補碼擴展閱讀:

計算機中的符號數有三種表示方法,即原碼、反碼和補碼。三種表示方法均有符號位和數值位兩部分,符號位都是用0表示「正」,用1表示「負」,而數值位,三種表示方法各不相同。

在計算機系統中,數值一律用補碼來表示和存儲。原因在於,使用補碼,可以將符號位和數值域統一處理;同時,加法和減法也可以統一處理。此外,補碼與原碼相互轉換,其運算過程是相同的,不需要額外的硬體電路。