原码 反码 补码

在8位计算机中 以数字10 -10为例

10的原码: 0000 1010

-10的原码:1000 1010

 

10的反码:  0000 1010

-10的反码: 1111 0101

 

10的补码  0000 1010

-10的补码: 1111 0110

 

原码机器数的一种简单的表示法。其符号位用0表示正号,用1表示负号,数值一般用二进制形式表示

机器数的反码可由原码得到。如果机器数是正数,则该机器数的反码与原码一样;如果机器数是负数,则该机器数的反码是对它的原码(符号位除外)各位取反而得到的

机器数的补码可由原码得到。如果机器数是正数,则该机器数的补码与原码一样;如果机器数是负数,则该机器数的补码是对它的原码(除符号位外)各位取反,并在未位加1而得到的

要对一个负数解码,首先对其所有的位取反,然后加1.

1111 0110 取反0000 1001 是9 然后加1 是-10

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【转载:为什么要使用原码、反码、补码

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我们知道数值在计算机中表示形式为机器数,计算机只能识别0和1,使用的是二进制。

而在日常生活中人们使用的是十进制,并且我们用的数值有正负之分。于是在计算机中就用一个数的最高位存放符号(0为正,1为负)。这就是机器数的原码了。

有了数值的表示方法就可以对数进行算术运算,但是很快就发现用带符号位的原码进行乘除运算时结果正确,而在加减运算的时候就出现了问题

如下:假设字长为8bits

十进制  (1) 10 - (1)10 = (1)10 + (-1)10 = (0)10 

二进制  (0 0000001) + (1 0000001) = (1 0000010) = ( -2 ) 显然不正确。

因为在两个整数的加法运算中是没有问题的,于是就发现问题出现在带符号位的负数身上。

对除符号位外的其余各位逐位取反就产生了反码。反码的取值空间和原码相同且一一对应。

下面是反码的减法运算: 

(1)10 - (1)10 = (1)10 + (-1)10 = (0)10 

(0 0000001) + (1 1111110) = (1 1111111) = ( -0 ) 有问题。 

(1)10 - (2)10 = (1)10 + (-2)10 = (-1)10 

(0 0000001) + (1 1111101) = (11111110) = (-1) 正确。 

问题出现在(+0)和(-0)上,在人们的计算概念中零是没有正负之分的。(印度人首先将零作为标记并放入运算之中,包含有零号的印度数学和十进制计数对人类文明的贡献极大)。

于是就引入了补码概念。负数的补码就是对反码加一,而正数的补码不变,正数的原码反码补码是一样的。

在补码中用(-128)代替了(-0),这个是人为规定的,所以补码的表示范围为:(-128~0~127)共256个。 

注意:(-128)没有相对应的原码和反码, (-128) = (1 0000000)  补码的加减运算如下: 

(1)10 - (1)10 = (1)10 + (-1)10 = (0)10 

(0 0000001) + (1 1111111) = (0 0000000) = ( 0 ) 正确。 

(1)10 - (2)10 = (1)10 + (-2)10 = (-1)10 

(00000001) + (11111110) = (11111111) = (-1) 正确。 

所以补码的设计目的是: 

⑴ 使符号位能与有效值部分一起参加运算,从而简化运算规则。补码机器数中的符号位,并不是强加上去的,是数据本身的自然组成部分,可以正常地参与运算。 

⑵ 使减法运算转换为加法运算,进一步简化计算机中运算器的线路设计。 

  所有这些转换都是在计算机的最底层进行的,而在我们使用的汇编、c等其他高级语言中使用的都是原码。 

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