补码的运算
补码:
计算机中的符号数有三种表⽰⽅法,即、和补码。三种表⽰⽅法均有符号位和数值位两部分,符号位都是⽤0表⽰“正”,⽤1表
⽰“负”,⽽数值位,三种表⽰⽅法各不相同。在计算机系统中,数值⼀律⽤补码来表⽰和存储。原因在于,使⽤补码,可以将符号位和数值域统⼀处理;同时,加法和减法也可以统⼀处理。此外,补码与原码相互转换,其运算过程是相同的,不需要额外的硬件电路。
有了反码可以统⼀处理加法减法,为甚吗还要补码?
负75的补码怎么求1.反码有+0和-0,取值范围-(2^(n-1)-1)~2^(n-1)-1,以8位计算为例取值-127~127;
相对补码0不分符号,这样可以多表⽰⼀个数,还以8位计算为例取值-128~127;
模的概念
“模”是指⼀个计量系统的计数范围。如时钟等。计算机也可以看成⼀个计量机器,它也有⼀个计量范围,即都存在⼀个“模”。例如:
时钟的计量范围是0~11,模=12。表⽰n位的计算机计量范围是0~2^(n)-1,模=2^(n)。
“模”实质上是计量器产⽣“溢出”的量,它的值在计量器上表⽰不出来,计量器上只能表⽰出模的余数。任何有模的计量器,均可化为运算。
关于上⾯所讲该怎么理解:
以时钟为例,时钟有12⼩时,但是时间是不停⽌的。溢出了(超过了12)怎么办?——取余。例如现在10点,再过3个⼩时(或者15个⼩时)是⼏点,是13点(25点)。但是时钟没有这些,所以显⽰出来的都是1点,这⾥12就是这个模。
这个模的特点:
还以10点为例,如果想把时钟从12点拨到10点,你可以反向拨2格,也可以正向拨10格,最后得到的结果⼀样。2与10的和就是模12的值,这⾥我们称2与10互为模12的补数。到了这⾥就可以引⼊补码了,以8位⼆进制为例,它的取值范围0~255,如果要解决溢位问题,可以以256为模。如果把时钟正拨反拨看做计算机中的加减法的话,那么1与255、2与254、3与就是互为补数了。所以这⾥-1与+255、-2与加254的结果是⼀样的,所以计算中的减法就这样转化成了加法。对应到计算机⾥⾯,⼀个负整数的编码(原码)对应补数的编码称为补码
这⾥以-1为例,-1的原码10000001转化为补码为11111111(不就是255啊)。
补码的特性
1、⼀个负整数(或原码)与其补数(或补码)相加,和为模。
2、对⼀个整数的补码再求补码,等于该整数⾃⾝。
3、补码的正零与负零表⽰⽅法相同。
补码的最⾼位计算时与反码不同是需要弃位,直接上例⼦:
(-1) + (-127) = [1000 0001]原 + [1111 1111]原 = [1111 1111]补 + [1000 0001]补 = [1000 0000]补
符号位1+1后舍弃(溢出了,模运算后不取)
已知补码求值:
1.上⾯提到特性再求补码即可:
已知⼀个数补码11111011,求该数值?
通过求11111011的补码得出该数字的原码10000101,所以,该数字为-5 2.直接⽤符号位计算
11111011=-1*2^7+1*2^6+1*2^5+1*2^4+1*2^3+0+1*2^1+1=-5
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