-128的补码及原码、反码、补码

一、原码

一个字节占8位;

一个字长为n的机器数能表示不同的数字的个数是固定的2^n个,n=8时2^n=256;

用来表示有符号数,数的范围就是 -2^(n-1) ~ 2^(n-1)-1,n=8时,这个范围就是 -128 ~ +127。

用来表示无符号数,就不需要用一位来表示符号位,n位机器数全部用来表示是数值,这时表示数的范围就是0~2^n-1,n=8时这个范围就是0~255 。

 原码

原码

原码是计算机机器数中最简单的一种形式,数值位就是真值的绝对值,符号位位“0”时表示正数,符号位为“1”时表示负数,原码又称带符号的绝对值。为了方便整数和小数区别,整数的符号位与数值位之间用“,”隔开,小数的符号位与数值位之间用“.”隔开。

根据2个定义可以看出,原码的整数和小数中“0”的表示形式各有2种,“+0”和“-0”不一样,以8位机器数为例,整数的“+0”原码为0,0000000;整数的“-0”原码为1,0000000;小数的“+0”原码为0.0000000,小数的“-0”原码为1.0000000。满足条件的数,带入定义里面计算机,主要机器数位,直接计算得到。

二、反码

码跟原码是正数时,一样;负数时,反码就是原码符号位除外,其他位按位取反

三、补码

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。

求取补码,就按照定义的规定,负数采用“模减去绝对值”的方法来求,这是求补数的通用方法,适合于各种进制、各种大小的数字。

已知一个数 X,其 8 位字长的补码定义为:

      / X 0 <= X <= +127 ;正数和0的补码,就是该数字本身
  [X]补 = |
      \ 2^8 -|X| -128 <= X < 0 ;负数的补码,就是用 1 0000 0000,减去该数字的绝对值

例如 X = -126,其补码为 1000 0010,计算方法如下:

    1 0000 0000
   - 0111 1110
 -----------
     1000 0010

可以看出,按照补码的定义来求补码,概念十分清晰,方法、步骤也是十分简单的。

应用补码进行计算
用补码计算:83-25=58。

    83  ---都变成补码,再用加法运算-->  0101 0011
  - 25  -> 1 0000 0000 - 0001 1001-> + 1110 0111
 -----          --------
    58  <--忽略进位1,结果就是正确的--[1] 0011 1010
 

a-b=a-b+mod=a+(mod-b)

补码

实例:

(1) 已知原码,求补码。

例:已知某数X的原码为10110100B,试求X的补码和反码。

解:由[X]原=10110100B知,X为负数。求其反码时,符号位不变,数值部分按位求反;求其补码时,再在其反码的末位加1。

1 0 1 1 0 1 0 0 原码

1 1 0 0 1 0 1 1 反码,符号位不变,数值位取反

1 +1

1 1 0 0 1 1 00 补码

故:[X]补=11001100B,[X]反=11001101B。

(2) 已知补码,求原码。

规则1:已知一个数的补码,求原码的操作其实就是对该补码再求补码

⑴如果补码的符号位为“0”,表示是一个正数,其原码就是补码。

⑵如果补码的符号位为“1”,表示是一个负数,那么求给定的这个补码的补码就是要求的原码。

例:已知一个补码为11111001,则原码是10000111(-7)。

因为符号位为“1”,表示是一个负数,所以该位不变,仍为“1”。

其余七位1111001取反后为0000110;再加1,所以是10000111。

规则2:递推法

分析:按照求负数补码的逆过程,数值部分应是最低位减1,然后取反。但是对二进制数来说,先减1后取反和先取反后加1得到的结果是一样的,故仍可采用取反加1 有方法。

例:已知某数X的补码11101110B,试求其原码。

解:由[X]补=11101110B知,X为负数。

采用逆推法

1 1 1 0 1 1 1 0 补码

1 1 1 0 1 1 0 1 反码(末位减1)

1 0 0 1 0 0 1 0 原码(符号位不变,数值位取反)

四、-128的补码

参考链接:

补码的理解(-128的补码解释)

原码、反码和补码

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