补码、原码、反码

一、定义

1.原码

正数的符号位为0,负数的符号位为1,其它位按照一般的方法来表示数的绝对值。用这样的表示方法得到的就是数的原码。

【例2.13】当机器字长为8位二进制数时:

X=+1011011 [X]原码=01011011

Y=+1011011 [Y]原码=11011011

[+1]原码=00000001 [-1]原码=10000001

[+127]原码=01111111 [-127]原码=11111111

原码表示的整数范围是:

-(2n-1-1)~+(2n-1-1),其中n为机器字长。

则:8位二进制原码表示的整数范围是-127~+127

16位二进制原码表示的整数范围是-32767~+32767

2.反码

对于一个带符号的数来说,正数的反码与其原码相同,负数的反码为其原码除符号位以外的各位按位取反。

【例2.14】当机器字长为8位二进制数时:

X=+1011011 [X]原码=01011011 [X]反码=01011011

Y=-1011011 [Y]原码=11011011 [Y]反码=10100100

[+1]反码=00000001 [-1]反码=11111110

[+127]反码=01111111 [-127]反码=10000000

负数的反码与负数的原码有很大的区别,反码通常用作求补码过程中的中间形式。 反码表示的整数范围与原码相同。

3.补码

正数的补码与其原码相同,负数的补码为其反码在最低位加1。

引入补码以后,计算机中的加减运算都可以统一化为补码的加法运算,其符号位也参与运算。

【例2.15】(1)X=+1011011 (2) Y=-1011011

(1)根据定义有: [X]原码=01011011 [X]补码=01011011

(2) 根据定义有: [Y]原码=11011011 [Y]反码=10100100

[Y]补码=10100101

补码表示的整数范围是-2n-1~+(2n-1-1),其中n为机器字长。

则:8位二进制补码表示的整数范围是-128~+127(-128 表示为10000000,无对应的原码和反码)

16位二进制补码表示的整数范围是-32768~+32767

当运算结果超出这个范围时,就不能正确表示数了,此时称为溢出。

4.补码与真值之间的转换

正数补码的真值等于补码的本身;负数补码转换为其真值时,将负数补码按位求反,末位加1,即可得到该负数补码对应的真值的绝对值。

【例2.16】[X]补码=01011001B,[X]补码=11011001B,分别求其真值X。

(1)[X]补码代表的数是正数,其真值:

X=+1011001B

=+(1×26+1×24+1×23+1×20)

=+(64+16+8+1)

=+(89)D

(2)[X]补码代表的数是负数,则真值:

X=-([1011001]求反+1)B

=-(0100110+1)B

=-(0100111)B

=-(1×25+1×22+1×21+1×20)

=-(32+4+2+1)

=-(39)D

二、补码加、减运算规则

1、运算规则

[X+Y]补= [X]补+ [Y]补

[X-Y]补= [X]补+ [-Y]补

若已知[Y]补,求[-Y]补的方法是:将[Y]补的各位(包括符号位)逐位取反再在最低位加1即可。

例如:[Y]补= 101101 [-Y]补= 010011

2、溢出判断,一般用双符号位进行判断:

符号位00 表示正数 11 表示负数

结果的符号位为01时,称为上溢;为10时,称为下溢

例题:设x=0.1101,y=-0.0111,符号位为双符号位

用补码求x+y,x-y

[x]补+[y]补=00 1101+11 1001=00 0110

[x-y]补=[x]补+[-y]补=00 1101+00 0111=01 0100

结果错误,正溢出

源文档 <http://hi.baidu.com/a8719978/blog/item/b7942889246f9eab0f2444d4.html>

 

由于在补码的表示中,用最高位表示符号位,0代表正数,1代表负数,在这种计数体制中,对于0这个没有符

号的数来说就出现了+0和-0两个数,但是我们只能有一个0的表示方法,最终我们选择了+0=0000 0000来表示我们以前意义上的0,用-0=1000 0000表示-128,既是8位二进制数可以表示的最小负数,注意:这只是一种约定所以:(-128)没有相对应的原码和反码, (-128) = (10000000)

 

负数的补码就是对反码加一,而正数不变,正数的原码反码补码是一样的.

在补码中用(-128)代替了(-0),所以补码的表示范围为:(-128~0~127)共256个.已知某数的补码,

先求某数的反码,然后在对反码+1,就得到某数的原码.比如:

已知某个数的补码是:10100110

先对10100110求反,得:11011001

再对11011001加1,得: 11011010

那么这个数为-86

原码表示的范围为:-(2^(n-1)-1)~+(2^(n-1)-1),

反码表示的范围为与原码一样.

补码表示的范围为:-2^(n-1)~+(2^(n-1)-1),

其中n为机器字长。

注意:

0的补码是唯一的,为0000,0000 [+0]补=[-0]补=0000,0000 -0的反码为1111,1111

8bit表示数值时(-128)没有相对应的原码和反码, (-128) = (10000000)

源文档 <http://blog.csdn.net/sonic_yu/article/details/2108856>

原文地址:https://www.cnblogs.com/justinzhang/p/2109951.html