1.原碼是指在二級制中把第一位作爲符號位,0是正式,1是負數。
3(10) =00000011(原碼)
-3(10)=10000011(原碼)
2.反碼是指在二級制中,正數和原碼一樣,負數除符號位外,逐位求反。
3(10)=00000011(反碼)
-3(10)=10000011(原碼)=11111100(反碼)
2.補碼,正數的補碼是原碼,負數的補碼是對反碼+1。
3(10)=00000011(補碼)
-3(10)=10000011(原碼)=00000011(原碼絕對值)=11111100(補碼)
最近報了軟考,惡補下基礎知識, 以前學過的原碼、反碼、補碼竟然忘記了,另外還有不怎麼熟悉的移碼,特意花點時間整理下,希望對大家有幫助。
概念介紹:
計算機中的信息都是以二進制形式表示的,數值有正負之分,計算機就用一個數的最高位存放符號(0爲正,1爲負)。這就是機器數的原碼了。設機器能處理的位數爲8。即字長爲1byte,原碼能表示數值的範圍爲(-127~-0 + 0~127)共256個。
有了數值的表示方法就可以對數進行算術運算。但是很快就發現用帶符號位的原碼進行乘除運算時結果正確,而在加減運算的時候就出現了問題,如下(假設字長爲8bits):
(1)10- (1)10 = (1)10 + (-1)10 = (0)10
(00000001)原 + (10000001)原 = (10000010)原 = (-2) 顯然不正確。
因爲在兩個整數的加法運算中是沒有問題的,於是就發現問題出現在帶符號位的負數身上,對除符號位外的其餘各位逐位取反就產生了反碼。反碼的取值空間和原碼相同且一一對應。
下面是反碼的減法運算:
(1)10 - (1) 10= (1) 10+ (-1) 10= (0)10
(00000001) 反+ (11111110)反 = (11111111)反 = (-0) 有點小問題。
(1)10 - (2)10 = (1)10 + (-2)10 = (-1)10
(00000001) 反+ (11111101)反 = (11111110)反 = (-1) 正確
問題出現在+0和-0上,在人們的計算概念中零是沒有正負之分的。於是就引入了補碼概念。 負數的補碼就是對反碼加一,而正數不變,正數的原碼反碼補碼是一樣的。在補碼中用(-128)代替了(-0),所以補碼的表示範圍爲:(-128~0~127)共256個。
下面是補碼的加減運算:
(1) 10- (1) 10= (1)10 + (-1)10 = (0)10
(00000001)補 + (11111111)補 = (00000000)補 = (0) 正確
(1) 10- (2) 10= (1)10 + (-2)10 = (-1)10
(00000001) 補+ (11111110) 補= (11111111)補 = (-1) 正確
原碼、反碼、補碼都是有符號定點數的表示方法(日常生活中通常都使用有符號數,定點數對應的就是浮點數,即小數),反碼、補碼是爲了簡化二進制數的減法運算;
移碼常用來比較大小,一般會把浮點數的階碼用移碼錶示,說的再通俗一點,你把數值用移碼表示出來可以一眼看出他們的大小。這樣很容易判斷階碼的大小,移碼可用於簡化浮點數的乘除法運算。
功能與目的:
反碼:解決負數加法運算問題,將減法運算轉換爲加法運算,從而簡化運算規則;
補碼:解決負數加法運算正負零問題,彌補了反碼的不足。
總之,反碼與補碼都是爲了解決負數運算問題,跟正數沒關係,因此,不管是正整數還是正小數,原碼,反碼,補碼都全部相同。
總結:
1、正數的原碼、補碼、反碼均爲其本身;
2、負數(二進制)的原碼、補碼、反碼公式:
反碼 = 原碼(除符號位外)每位取反
補碼 = 反碼 + 1
反碼 = 補碼 - 1
移碼 = 補碼符號位取反
沒有看懂,在來一遍。
最近在備戰軟考,複習到計算機組成原理的時候,看到書中關於原碼、反碼、補碼和移碼的定義如下(n是機器字長):
原碼:
反碼:
補碼:
移碼:
看完這些定義以後,我的腦袋瞬間膨脹到原來的二倍!這樣變態的公式不管你記不記得住,反正我是記不住!還好以前對它們有所瞭解,否則看到這一堆公式恐怕我早就放棄參加軟考的念頭嘍。
其實沒必要弄得這麼麻煩,它們完全可以用一兩句話就描述的很清楚。
原碼:
如果機器字長爲n,那麼一個數的原碼就是用一個n位的二進制數,其中最高位爲符號位:正數爲0,負數爲1。剩下的n-1位表示概數的絕對值。
例如: X=+101011 , [X]原= 00101011 X=-101011 , [X]原= 10101011
位數不夠的用0補全。
PS:正數的原、反、補碼都一樣:0的原碼跟反碼都有兩個,因爲這裏0被分爲+0和-0。
反碼:
知道了什麼是原碼,那反碼就更是張飛吃豆芽——小菜一碟了。知道了原碼,那麼你只需要具備區分0跟1的能力就可以輕鬆求出反碼,爲什麼呢?因爲反碼就是在原碼的基礎上,符號位不變其他位按位取反(就是0變1,1變0)就可以了。
例如:X=-101011 , [X]原= 10101011 ,[X]反=11010100
補碼:
補碼也非常的簡單就是在反碼的基礎上按照正常的加法運算加1。
例如:X=-101011 , [X]原= 10101011 ,[X]反=11010100,[X]補=11010101
PS:0的補碼是唯一的,如果機器字長爲8那麼[0]補=00000000。
移碼:
移碼最簡單了,不管正負數,只要將其補碼的符號位取反即可。
例如:X=-101011 , [X]原= 10101011 ,[X]反=11010100,[X]補=11010101,[X]移=01010101
PS:非常感謝12樓對負數補碼的補充
以上內容只適合初學者參考,高手勿噴,有說的不對的地方歡迎指出,感激不盡!