浙江省计算机高考复习(第5课)原码、反码和补码

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原码、反码、补码的定义

原码、反码、补码的定义

原码、反码、补码的定义所有的负数的反码等于原码各位取反;补码等于反码加一.十六进制也是先化成2进制的在化补码。

补码的用途是让机器学会减法运算的。

应为所有的处理器是电路做的,电路其实只是加法器,只能做加法。

如何能让电脑做减法呢,就用补码啊。

减去一个数就等于加上她的补码。

一、原码、反码、补码的定义1、原码的定义①小数原码的定义[X]原=X 0≤X<1 1-X-1<X≤0例如:X=+0.1011,[X]原=01011 X=-0.1011[X]原=11011②整数原码的定义[X]原=X 0≤X<2n 2n-X-2n<X≤0 2、补码的定义①小数补码的定义[X]补=X 0≤X<1 2+X-1≤X<0例如:X=+0.1011,[X]补=01011 X=-0.1011,[X]补=10101②整数补码的定义[X]补=X 0≤X<2n 2n+1+X-2n≤X<0 3、反码的定义①小数反码的定义[X]反=X 0≤X<1 2-2n-1-X-1<X≤0例如:X=+0.1011[X]反=01011 X=-0.1011[X]反=10100②整数反码的定义[X]反=X 0≤X<2n 2n+1-1-X-2n<X≤0 4.移码:移码只用于表示浮点数的阶码,所以只用于整数。

①移码的定义:设由1位符号位和n位数值位组成的阶码,则[X]移=2n+X-2n≤X≤2n例如:X=+1011[X]移=11011符号位"1"表示正号X=-1011[X]移=00101符号位"0"表示负号②移码与补码的关系:[X]移与[X]补的关系是符号位互为反码,例如:X=+1011[X]移=11011[X]补=01011 X=-1011[X]移=00101[X]补=10101③移码运算应注意的问题:◎对移码运算的结果需要加以修正,修正量为2n,即对结果的符号位取反后才是移码形式的正确结果。

简述原码、补码和反码的含义

简述原码、补码和反码的含义

简述原码、补码和反码的含义原码、补码和反码是用于表示有符号整数的三种不同的编码方式。

它们在计算机系统中用于处理带符号数的溢出和运算问题。

1. 原码(Sign and Magnitude):
•原码是最直观的一种表示方法,其中整数的符号用最高位表示(0表示正,1表示负),其余位表示数值的绝对值。

•例如,+5的8位原码表示为 00000101,-5表示为 10000101。

2. 反码(Ones' Complement):
•反码的符号位与原码相同,但是数值位取反。

即,正数的反码与原码相同,负数的反码是将其原码中的每一位取反。

•例如,+5的8位反码表示为 00000101,-5的8位反码表示为11111010。

3. 补码(Two's Complement):
•补码是计算机系统中最常用的表示方法,它解决了反码中的0有两个表示的问题。

•正数的补码与原码相同,而负数的补码是其反码加1。

•例如,+5的8位补码表示为 00000101,-5的8位补码表示为11111011。

这三种表示方法中,原码、反码和补码都有其优缺点。

补码在进行加减运算时更为方便,而且只有一种表示0的方式,因此在计算机中广泛应用。

在补码表示中,正数、负数的加法和减法可以通过相同的硬件电路实现,简化了计算机的设计。

(数电知识)原码、反码与补码知识

(数电知识)原码、反码与补码知识

2.1 原码、反码与补码在计算机内的数(称之为“机器数”)值有3种表示法:原码、反码和补码。

所谓原码就是带正、负号的二进制数,即最高位为符号位,“0”表示正,“1”表示负,其余位表示数值的大小。

反码表示法规定:正数的反码与其原码相同;负数的反码是对其原码逐位取反,但符号位除外。

补码表示法规定:正数的补码与其原码相同;负数的补码是在其反码的末位加1。

由此可见,这三种表示法中,关键是负数的表示方式不一样。

2.2.1 正负数表示、定点数与浮点数在计算机内,通常把1个二进制数的最高位定义为符号位,用“0”表示正数,“1”表示负数;其余位表示数值。

规定小数点位置固定不变的数称为“定点数”;小数点的位置不固定,可以浮动的数称为“浮点数”。

2.2.2 原码原码表示法是定点数的一种简单的表示法。

用原码表示带符号二进制数时,符号位用0表示正,1表示负;数值位保持不变。

原码表示法又称为符号-数值表示法。

1. 小数原码表示法设有一数为x,则原码表示可记作[x]原(下标表示)。

例如,X1= +1010110 ;X2= -1001010原码表示数的范围与二进制位数有关。

设二进制小数X=±0.X1X2…Xm,则小数原码的定义如下:例如:X=+0.1011时,根据以上公式可得[X]原=0.1011;X=-0.1011时,根据以上公式可得[X]原= 1-(-0.1011)=1.1011=1.1011当用8位二进制来表示小数原码时,其表示范围为:最大值为0.1111111,其真值约为(0.99)10 ;最小值为1.1111111,其真值约为(-0.99)10。

根据定义,小数“0”的原码可以表示成0.0…0或1.0…0。

2. 整数原码表示法整数原码的定义如下:例如:X=+1101时,根据以上公式可得[X]原=01101;X=-1101时,根据以上公式可得[X]原=24-(-1101)=10000+1101=11101当用8位二进制来表示整数原码时,其表示范围为:最大值为01111111,其真值为(127)10 ;最小值为11111111,其真值为(-127)10 。

原码,反码,补码,移码

原码,反码,补码,移码

反码在计算机内,定点数有3种表示法:原码、反码和补码。

所谓原码就是前面所介绍的二进制定点表示法,即最高位为符号位,“0”表示正,“1”表示负,其余位表示数值的大小。

反码表示法规定:正数的反码与其原码相同;负数的反码是对其原码逐位取反,但符号位除外。

补码表示法规定:正数的补码与其原码相同;负数的补码是在其反码的末位加1。

1、原码、反码和补码的表示方法(1)原码:在数值前直接加一符号位的表示法。

例如:符号位数值位[+7]原= 0 0000111 B[-7]原= 1 0000111 B注意:a. 数0的原码有两种形式:[+0]原=00000000B [-0]原=10000000Bb. 8位二进制原码的表示范围:-127~+127(2)反码:正数:正数的反码与原码相同。

负数:负数的反码,符号位为“1”,数值部分按位取反。

例如:符号位数值位[+7]反= 0 0000111 B[-7]反= 1 1111000 B注意:a. 数0的反码也有两种形式,即[+0]反=00000000B[- 0]反=11111111Bb. 8位二进制反码的表示范围:-127~+127(3)补码的表示方法1)模的概念:把一个计量单位称之为模或模数。

例如,时钟是以12进制进行计数循环的,即以12为模。

在时钟上,时针加上(正拨)12的整数位或减去(反拨)12的整数位,时针的位置不变。

14点钟在舍去模12后,成为(下午)2点钟(14=14-12=2)。

从0点出发逆时针拨10格即减去10小时,也可看成从0点出发顺时针拨2格(加上2小时),即2点(0-10=-10=-10+12=2)。

因此,在模12的前提下,-10可映射为+2。

由此可见,对于一个模数为12的循环系统来说,加2和减10的效果是一样的;因此,在以12为模的系统中,凡是减10的运算都可以用加2来代替,这就把减法问题转化成加法问题了(注:计算机的硬件结构中只有加法器,所以大部分的运算都必须最终转换为加法)。

原码、反码、补码的简单转换

原码、反码、补码的简单转换

原码、反码、补码的简单转换1、正数的原码、反码、补码是⼀样的如+1011111(95)的原码、反码、补码为:原码 0101 1111反码 0101 1111补码 0101 11112、负数的原码、反码、补码转换以-1011111(-95)的原码、补码、反码的转换为例:(1)负数原码、反码转换符号位不变,数值位按位取反原码转反码原码 1101 1111反码 1010 0000 //符号位不变,数值位按位取反反码转原码反码 1010 0000原码 1101 1111 //符号位不变,数值位按位取反(2)负数原码、补码转换符号位不变,数值位按位取反,末位+1原码转补码原码 1101 1111反码 1010 0000 //符号位不变,数值位按位取反补码 1010 0001 //末位+1快速求法为:符号位不变,从右往左找第⼀个1,这个1左边的取反,右边的不变补码转原码补码 1010 00011101 1110 //符号位不变,数值位按位取反为原码 1101 1111 //末位+1(3)负数反码、补码转换反码转补码,末位+1;补码转反码,末位-1反码转补码反码 1010 0000补码 1010 0001 //末位+1补码转反码补码 1010 0001反码 1010 0000 //末位-13、总结:正数的原码、补码、反码都⼀样;负数的原码、反码转换:符号位不变,数值位按位取反;负数的原码、补码转换:符号位不变,数值位按位取反,末位+1,【快速求法为:符号位不变,从右往左找第⼀个1,这个1左边的取反,右边的不变】;负数的反码、补码转换:反码转补码,末位+1;补码转反码,末位-1。

《原码、反码、补码》教案

《原码、反码、补码》教案

《原码、反码、补码》教案一、教学目标1. 让学生理解计算机中数值的表示方法,包括原码、反码和补码。

2. 让学生掌握原码、反码和补码的转换方法。

3. 让学生能够运用原码、反码和补码进行计算机中的数值计算。

二、教学内容1. 原码的概念和表示方法2. 反码的概念和表示方法3. 补码的概念和表示方法4. 原码、反码和补码的转换方法5. 原码、反码和补码的应用实例三、教学重点与难点1. 教学重点:原码、反码和补码的概念、表示方法及转换方法。

2. 教学难点:原码、反码和补码的转换方法和应用实例。

四、教学方法1. 采用讲授法,讲解原码、反码和补码的概念、表示方法及转换方法。

2. 采用案例分析法,分析原码、反码和补码的应用实例。

3. 采用互动教学法,引导学生参与讨论,提高学生的思考能力和实践能力。

五、教学过程1. 导入:讲解计算机中数值表示的必要性,引出原码、反码和补码的概念。

2. 讲解原码:介绍原码的定义和表示方法,举例说明原码的表示方式。

3. 讲解反码:介绍反码的定义和表示方法,举例说明反码的表示方式。

4. 讲解补码:介绍补码的定义和表示方法,举例说明补码的表示方式。

5. 转换方法讲解:讲解原码、反码和补码之间的转换方法,引导学生理解转换过程。

6. 应用实例分析:分析原码、反码和补码在计算机中的实际应用,让学生加深理解。

7. 课堂练习:布置练习题,让学生巩固所学内容。

9. 作业布置:布置课后作业,巩固所学知识。

10. 课后辅导:提供课后辅导资源,帮助学生解决学习中的问题。

六、教学评估1. 课堂练习:通过布置练习题,评估学生对原码、反码和补码的理解和转换能力。

2. 课后作业:通过批改课后作业,评估学生对原码、反码和补码的掌握程度。

3. 小组讨论:通过小组讨论,评估学生的合作能力和解决问题的能力。

七、教学资源1. 教材:提供相关教材,供学生自学和参考。

2. 课件:制作课件,辅助讲解原码、反码和补码的概念和转换方法。

原码,反码,补码,和取反运算——适用于二进制底层的概念理解

原码,反码,补码,和取反运算——适用于二进制底层的概念理解

原码,反码,补码,和取反运算——适⽤于⼆进制底层的概念理解⾸先,看这篇⽂章之前,你需要的是不必纠结,⽐如:为什么正数的原码反码补码就⼀样呢,负数的原码反码补码就各不相同呢?看这篇⽂章之前你只需要记住,这是⼈为规定的。

你可能会想,为什么要这样⼈为规定呢,我现在只能告诉你,这样规定有利于计算机底层对数字进⾏操作,也就是说,这种规定对计算机的底层硬件要求简化了,技术实现起来更简单。

我们⽇常⽤的数字是给我们⼈类⽤的,所以叫真值。

⽽机器(计算机)理解的数字通常是⼆进制所组成的数字,所以称为机器数。

⼆进制在内存中以补码形式在其中存储,计算机计算数字是通过补码的形式进⾏计算的,也就是说不管正数,还是负数在计算机⾥⾯,都要⽤补码来表⽰。

在原码,反码,补码中,最⾼位来表⽰正负,⽤0表是正,1表⽰负;如⼗进制的10表⽰为:+1010--->原码:0 1010;-1010--->原码: 1 1010;笔记⼀:原码,反码,补码*规则:正数中:原码=反码=补码;例⼦拿上⾯的:+1010---> 0 1010;+1010--->原码: 0 1010;(最⾼位0表⽰正号)+1010--->反码: 0 1010;+1010--->补码: 0 1010;+1010--->移码: 1 1010(补码符号位取反)负数中的规则如下:例⼦拿上⾯的:-1010---> 1 1010;-1010--->原码: 1 1010;(最⾼位1表⽰负号)-1010--->反码: 1 0101;(符号位不变,数值位:0变1,1变0)-1010--->补码: 1 0110;(符号位不变,数值位:0变1,1变0。

最后得出来的数字再加1。

简单点总结为:“反码加1”)-1010--->移码: 0 0110(补码符号位取反)最后注释:移码:⽆论正负数,都是补码的符号位取反。

还有这⾥解释⼀下,为什么计算机实际计算数字是⽤补码进⾏运算的,如果你看了我上⾯的例⼦的话,应该清楚了,不管是正数,还是负数,在计算机中,补码最⾼位都是1,意思就是说,补码的作⽤,把正数规定还是正数,⽽负数还是负数,但是正负数进⾏运算的时候转变为加法形式,例如:3-5变成3+(-5).这样⼦,计算机底层很容易实现加法运算。

原码,反码,补码及运算

原码,反码,补码及运算

原码,反码,补码及运算一、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。

【基准2.13】当机器字长为8十一位二进制数时:x=+1011011[x]原码=01011011y=+1011011[y]原码=11011011[+1]原码=00000001[-1]原码=10000001[+127]原码=01111111[-127]原码=11111111原码则表示的整数范围就是:-(2n-1-1)~+(2n-1-1),其中n为机器字长。

则:8十一位二进制原码则表示的整数范围就是-127~+12716十一位二进制原码则表示的整数范围就是-32767~+327672.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。

【基准2.14】当机器字长为8十一位二进制数时:x=+1011011[x]原码=01011011[x]反码=01011011y=-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存有非常大的区别,反码通常用做谋补码过程中的中间形式。

反码则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。

导入补码以后,计算机中的以此类推运算都可以统一化成补码的乘法运算,其符号位也参予运算。

【例2.15】(1)x=+1011011(2)y=-1011011(1)根据定义存有:[x]原码=01011011[x]补码=01011011(2)根据定义存有:[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。

《原码、反码、补码》教案

《原码、反码、补码》教案

《原码、反码、补码》教案章节一:引言教学目标:1. 让学生了解计算机中的数值表示方法。

2. 让学生了解原码、反码、补码的定义和作用。

教学内容:1. 计算机中的数值表示方法。

2. 原码、反码、补码的定义和作用。

教学步骤:1. 引入话题:计算机如何表示数值。

2. 讲解原码、反码、补码的定义和作用。

3. 举例说明原码、反码、补码的应用。

章节二:原码教学目标:1. 让学生了解原码的定义和表示方法。

2. 让学生掌握原码的编码规则。

教学内容:1. 原码的定义和表示方法。

2. 原码的编码规则。

教学步骤:1. 讲解原码的定义和表示方法。

2. 讲解原码的编码规则。

章节三:反码教学目标:1. 让学生了解反码的定义和表示方法。

2. 让学生掌握反码的编码规则。

教学内容:1. 反码的定义和表示方法。

2. 反码的编码规则。

教学步骤:1. 讲解反码的定义和表示方法。

2. 讲解反码的编码规则。

3. 举例说明反码的应用。

章节四:补码教学目标:1. 让学生了解补码的定义和表示方法。

2. 让学生掌握补码的编码规则。

教学内容:1. 补码的定义和表示方法。

2. 补码的编码规则。

教学步骤:1. 讲解补码的定义和表示方法。

2. 讲解补码的编码规则。

章节五:原码、反码、补码的转换教学目标:1. 让学生了解原码、反码、补码之间的转换方法。

2. 让学生掌握原码、反码、补码之间的转换规则。

教学内容:1. 原码、反码、补码之间的转换方法。

2. 原码、反码、补码之间的转换规则。

教学步骤:1. 讲解原码、反码、补码之间的转换方法。

2. 讲解原码、反码、补码之间的转换规则。

3. 举例说明原码、反码、补码之间的转换应用。

章节六:原码、反码、补码在计算机中的运用教学目标:1. 让学生了解计算机中的算术运算和逻辑运算。

2. 让学生掌握原码、反码、补码在计算机中的运用。

教学内容:1. 计算机中的算术运算和逻辑运算。

2. 原码、反码、补码在计算机中的运用。

教学步骤:1. 讲解计算机中的算术运算和逻辑运算。

原码、反码、补码、移码

原码、反码、补码、移码

原码、反码、补码、移码《计算机组成原理》上讲得不清楚。

我总结了⼀下,希望对⼤家有帮助。

原码、反码、补码和移码,都是计算机对数的⼀种编码,其⽬的是⽅便地实现数据的存储和计算。

我们讨论的都是符号数。

⾸先给出真值和机器数的定义。

符号数的真值,是指直接⽤正号“+”和负号“-”来表⽰符号的⼆进制数。

机器数,是把符号位和数值位⼀起编码的⼆进制数。

⼀般⽤最⾼有效位来表⽰数的符号,正数⽤0表⽰,负数⽤1表⽰。

例如,真值+1001,对应的机器数为01001;真值-1001,对应的机器数为11001。

原码原码,即符号位加上⼆进制数的绝对值,最⾼位表⽰符号位,对于正数,符号位记为0,对于负数,符号位记为1,其余各位表⽰数值部分。

例如,真值+1001,对应的原码为01001;真值-1001,对应的原码为11001。

接下来讨论原码表⽰的数的范围。

我们从简单的⼊⼿,假如有⼀个两位⼆进制数,那么它有四种状态,即00或01或10或11,它可以表⽰1、2、3、4,若把最⾼位看作符号位(把它看作原码),则可以表⽰-1、-0、+0、+1。

推⼴得到,对于n位的⼆进制数,其原码表⽰的数的范围为:-(2(n-1)-1)~-0~+0~(2(n-1)-1)。

从原码的定义可以看到,这是⼀种很简单的编码。

原码的存储也很简单,只要增加⼀个符号位就可以了。

那么,它在计算中表现如何呢?我们不考虑溢出。

经过简单的计算可以知道,对于两个正数或两个负数之间的加法,原码是没有问题的。

但对于正数和负数之间的加法,则出现了错误。

例如,⽤8位⼆进制数的原码表⽰,2 + (-3) = 00000010 + 10000011 = 100000101 = -52 + (-2) = 00000010 + 10000010 = 10000100 = -4为了解决这个问题,我们引⼊了补码。

补码我们先以钟表对时为例说明补码的概念。

假设现在的标准时间为4点整,⽽有⼀只表已经7点了,为了校准时间,可以采⽤两种⽅法:⼀是将时针退7 - 4 = 3格;⼀是将时针向前拨12 - 3 = 9格。

什么是原码、反码、补码

什么是原码、反码、补码

[-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]补
对于负数, 补码表示方式也是人脑无法直观看出其数值的. 通常也需要转换成原码在计算其数值.
三. 为何要使用原码, 反码和补码
在开始深入学习前, 我的学习建议是先"死记硬背"上面的原码, 反码和补码的表示方式以及计算方法.
1-1 = 1 + (-1) = [0000 0001]原 + [1000 0001]原 = [0000 0001]补 + [1111 1111]补 = [0000 0000]补=[0000 0000]原
这样0用[0000 0000]表示, 而以前出现问题的-0则不存在了.而且可以用[1000 0000]表示-128:
于是人们开始探索 将符号位参与运算, 并且只保留加法的方法. 首先来看原码:
计算十进制的表达式: 1-1=0
1 - 1 = 1 + (-1) = [00000001]原 + [10000001]原 = [10000010]原 = -2
如果用原码表示, 让符号位也参与计算, 显然对于减法来说, 结果是不正确的.这也就是为何计算机内部不使用原码表示一个数.
一. 机器数和真值
在学习原码, 反码和补码之前, 需要先了解机器数和真值的概念.
1、机器数
一个数在计算机中的二进制表示形式, 叫做这个数的机器数。机器数是带符号的,在计算机用一个数的最高位存放符号, 正数为0, 负数为1.
比如,十进制中的数 +3 ,计算机字长为8位,转换成二进制就是00000011。如果是 -3 ,就是 10000011 。
x mod y = x - y L x / y J

原码反码补码名词解释

原码反码补码名词解释

原码反码补码名词解释
原码、反码和补码是计算机中用于表示整数和浮点数的三种编码方式。

以下是这三种编码方式的详细解释:
1. 原码(Original Code):原码,也被称作自然码,是最简单的编码方式之一。

它直接将整数的二进制形式用作原码。

在原码表示法中,最高位被用作符号位,用于表示数值的正负。

当符号位为0时,表示正数,而当符号位为1时,表示负数。

以一个8位的原码系统为例,+7和-7的表示方式如下:00000111(+7)和10000111(-7)。

这种编码方式直观且易于理解,但并不适合计算机的快速运算。

2. 反码(Complement Code):反码是在原码的基础上进行符号扩展得到的。

对于正数,反码与原码相同;对于负数,反码是原码符号位不变,而其余各位取反。

在8位的反码系统中,+7和-7的表示方式如下:00000111(+7)和11111000(-7)。

反码在某些情况下比原码更适应计算机的运算,但它仍然存在一些问题。

3. 补码(Complements Code):补码是在反码的基础上加1得到的。

对于正数,补码与原码和反码相同;对于负数,补码是反码加1。

补码在计算机中得到广泛应用,因为它使得加法和减法操作可以统一进行。

在8位的补码系统中,+7和-7的表示方式如下:00000111(+7)和11111001(-7)。

补码的优点在于它消除了计算机在进行减法运算时的求反操作,使得计算更加高效。

需要注意的是,在实际的计算机系统中,为了简化硬件设计,通常采用补码来表示整数和浮点数。

原码、反码、补码

原码、反码、补码

原码、补码、反码原码,反码,补码的产生就是为了解决计算机做减法和引入符号位(正号和负号)的问题。

【原码】机器数的最高位表示符号位,‘1’表示负号,‘0’表示正号。

其他位存放该数的二进制的绝对值。

例:(5)10=00000101(-5)10=10000101部分正负数的二进制原码表示法符号位正数:0 负数:1 二进制的绝对值使用二进制进行简单运算:00000001+00000010=00000011(1+2=3)正确00000000+10000000=10000000(+0+(-0)=-0)正确00000001+10000001=10000010(1+(-1)=-2)错误发现:正数加法不会出错,但正数与负数相加,负数与负数相加会引起出错。

【反码】原码的问题:一个数加上他的相反数不等于零。

为此:利用反码(按位取反表示负数)。

[计算规则]正数的反码还是等于原码负数的反码就是他的原码除符号位外,按位取反。

例:+3的反码:00000011(与+3原码相同)-3的反码:11111100(符号位与-3原码相同,剩余按位取反)计算:00000011+11111100=11111111(3+(-3)= - 0)正确11111110(-1)+11111101(-2)=11111011(-4)错误发现:相反数相加=0的问题解决了,但是两个负数相加出错了思路:例如(-4)+(-3),先进行4+3计算,最后结果直接加上负号。

解决办法:将两个负数反码包括符号位全部按位取反相加【将负数补码转换成正数原码】,然后再给他的符号位强行置‘1’【最后结果统一变为负数】。

【补码】[计算规则]正数的补码等于原码负数的补码等于反码+1。

(负数的补码等于他的原码自低位向高位,尾数的第一个‘1’及其右边的‘0’保持不变,左边的各位按位取反,符号位不变。

)。

原码、补码、反码、移码

原码、补码、反码、移码

原码、补码、反码、移码机组--原码、补码、反码、移码⾸先,对于正数⽽⾔,原码=反码=补码在开始下⾯内容前,做以下约定:X表⽰真值,[X]原表⽰原码,[X]反表⽰反码,[X]补表⽰补码。

并且您可能需要⼀定的将⼗进制数转化为⼆进制数的基础。

有符号数与⽆符号数⽆符号数:整个机器字长的全部⼆进制均为数值位如:X=+27⽆符号数为:11011有符号数:在"⽆符号数"的最⾼位添加符号位:+:0,-:1如:X=+27有符号数为:011011X=−27有符号数为:111011原码机器数最⾼位表⽰符号,其余位表⽰该数的绝对值如果规定了机器字长,⽽我们的原码位数⼜不够时,需要我们进⾏补零,之后再修改符号位。

具体的:当为整数时:在有效数值最⾼位前⾯补零,不影响整体取值。

之后将最⾼位修改为符号位假定机器字长为8位X=+27 ,[X]原:00011011X=−27 ,[X]原:10011011当为⼩数时:在有效数值最低位后⾯补零,不影响整体取值。

之后再将最⾼位修改为符号位假定机器字长为8位(定点⼩数表现形式可见下⽅"定点⼩数")X=+0.625,[X]原:[0.1010000]X=−0.625,[X]原:[1.1010000]值得注意的是,真值0有两种不同形式表达:[+0]原=[0000]、[−0]原=[1000]机器数的定点表⽰定点⼩数:纯⼩数,⼩数点 . 位置在符号位之后、有效数值部分最⾼位之前。

符号位:+:0、-:1,位于最前。

这⾥的纯⼩数指的是,整数部分为零。

0.0101 √、1.0101 ×、如:[+0.625]原=[0.101]、[−0.125]原=[1.001]定点整数:纯整数,⼩数点 . 位置在有效数值位最低位之后。

且在最前⾯⽤逗号, 将整数部分与符号位隔开如:[+27]原 = 0,11011、 [−27]原 = 1,11011反码对于正数,其反码与原码形式⼀致。

原码,反码,补码,移码的概念以及各自的用途和优点

原码,反码,补码,移码的概念以及各自的用途和优点

原码,反码,补码,移码的概念以及各⾃的⽤途和优点1.原码将最⾼位⽤作符号位(0表⽰正数,1表⽰负数),其余各位代表数值本⾝的绝对值的表⽰形式。

例如,假设⽤8位表⽰⼀个数,则+10的原码是00001010,-10的原码是10001010。

直接使⽤原码在计算时会有⿇烦,例如,(1)10+(-1)10=0。

如果直接使⽤原码,则(00000001)2+(10000001)2=(10000010)2这样计算的结果是-2也就是说,使⽤原码直接参与计算可能会出现错误的结果。

所以,原码的符号位不能直接参与计算,必须和其他位分开,这样会增加硬件的开销和复杂性。

2.反码正数的反码与原码相同。

负数的反码符号位为1,其余各位为该数绝对值的原码按位取反。

例如,-11的反码是11110100。

同样,对上⾯的加法,使⽤反码的结果是:(00000001)2+(11111110)2=(11111111)2这样的结果是负0。

⽽在⼈们普遍的观念中,0是不分正负的。

反码的符号位可以直接引参与计算,⽽且减法也可以转换为加法计算。

3.补码正数的补码与原码相同。

负数的补码是该数的反码加1,这个加1就是“补”。

例如-11的补码为11110100+1=11110101再次做以上的加法,是这样的:+(11111111)2=(00000000)2(00000001)2这说明,直接使⽤补码进⾏计算的结果是正确的。

对⼀个补码表⽰的数,要计算其原码,只要对它再次求补即可。

由于补码能使符号位与有效值部分⼀起参与运算,从⽽简化了运算规则,同时它也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电路,这使得在⼤部分计算机系统中,数据都使⽤补码表⽰。

4.移码移码⼜称为增码,移码的符号表⽰和补码相反,1表⽰正数,0表⽰负数。

也就是就是说,移码是在补码的基础上把⾸位取反得到的,这样使得移码⾮常适合于阶码的运算,所以移码常⽤于表⽰阶码。

对于正数:原码和反码,补码都是⼀样的,都是正数本⾝。

原码反码补码及求法

原码反码补码及求法

1、在计算机系统中,数值一律用补码来表示(存储)。

主要原因:使用补码,可以将符号位和其它位统一处理;同时,减法也可按加法来处理。

另外,两个用补码表示的数相加时,如果最高位(符号位)有进位,则进位被舍弃。

2、补码与原码的转换过程几乎是相同的。

数值的补码表示也分两种情况:(1)正数的补码:与原码相同。

例如,+9的补码是00001001。

(2)负数的补码:符号位为1,其余位为该数绝对值的原码按位取反;然后整个数加1。

例如,-7的补码:因为是负数,则符号位为“1”,整个为10000111;其余7位为-7的绝对值+7的原码0000111按位取反为1111000;再加1,所以-7的补码是11111001。

已知一个数的补码,求原码的操作分两种情况:(1)如果补码的符号位为“0”,表示是一个正数,所以补码就是该数的原码。

(2)如果补码的符号位为“1”,表示是一个负数,求原码的操作可以是:符号位为1,其余各位取反,然后再整个数加1。

例如,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7位1111001取反后为0000110;再加1,所以是10000111。

补码只不过是用来表示带符号数而已.补码的原则是:正数的补码是其本身,也就是原码.负数的补码是各位取反后加1.也就是其反码加1.+0的补码就是其原码,也就是说是0000 0000而已(对于8位来说)-0的补码是其反码加1,其反码是1111 1111,当然,其反码加1后就是溢出一个进位后,仍然是0000 0000.0只有1种补码正数的原码、反码、补码是同一个数0正1负3、“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)。

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3、补码:
补码与反码、原码的关系: 正数:补码=反码=原码 负数:补码=反码+1 或=原码符号位不变,其余各位取反,再+1
例:当机器字长数为8位时,求以下几个数的补码:
+1011010 ,-1010101
[+1011010]补=[+1011010]原= 01011010 [-1010101]原=11010101 → [-1110101]反=10101010 → [-1110101]补=10101011
小结
正数:原码=反码=补码
负数:
原码:符号位(最高位)为1,其余各位不变 。 反码:符号位为1,其余各位按位取反 。 补码:符号位为1,其余各位取反后+1 。
两点注意:
0的原码反码有两种表示,补码只有一种表示 补码能表示的最小值为-128
通过钟表拨针的两种方法:
8 - 2 = 6 8 + 10 = 6 我们可以看出,减去一个数 a 相当于加上(模-a) 在计算机中也有相同情况:
在8位字长的计算机中,减去一个数a相当于加上(28-a)
我们称(28-a)为a的补数,其二进制表示形式称为补码。 用补码的加法来代替二进制减法,能使运算简单。
这些带符号的机器数可以用不同的方式表示: 原码、补码、反码
1、原码
计算机中正数的符号位用0表示,负数的符号位用1表 示,用这种方法表示的数称为原码。 即:0表示正号,1表示负号
例1:求+1010110和-101011的原码:
[+1010110]原=01010110 [-101011]原= 1101011
+11010,-1011011,+0,-0
[+0]反=00000000 [-0]反=11111111
练习2:若[X]反=01011010,则[X]原=_______。
若[X]反=10101011,则真值数X=_______。
思考:当用8位二进制来表示整数反码时,其表示范围
是多少?
最大值为01111111,其真值数为 127 最小值为10000000,其真值数为 -127 所以原码能表示数值的范围为: (-127~-0 ,+0~+127)
原码表示存在的问题:
在某台字长为8位的计算机中,用原码的形式计算1+1 00000001+00000001=00000010=2
用原码的形式计算-1+1
10000001+00000001=10000010=-2
×
原码在参加运算时必须确定运算数的符号位及数值 大小才能确定结果符号及结果值,处理麻烦,效率不高。
2、反码:
反码与原码的关系: 正数:反码=原码 负1001110 和-110101的反码。
[+1001110]反=[+1001110]原=01001110
[-110101]原=10110101
→ [-1110101]反=11001010
练习1:当机器字长数为8位时,求以下几个数的反码:
练习1:当机器字长数为8位时,求以下几个数的补码:
+10110 ,-25 ,+0 ,-0
[+0]补=[-0]补=00000000
补码能表示数值的范围为: (-128 ~ +127)
练习2:若[X]补=01011010,则真值数X=_______。
若[X]补=10101011,则[X]原=_______。
补码引入 如何能把表上的8点钟改为6点钟?
拨针方法小结: 8 - 2 = 6 8 + 10 = 6 思考:为什么会出现这种现象?计算机中是否也有这种现象? (表盘是圆的,可循环计时。)
不同之处: – 表计时的最大数是12 – 计算机计数的最大数不是12 (思考:那么是多少呢?) – 我们把这个数称为 模 – 计算机的模与字长有关。8位机的模是28=256
练习:当机器字长数为8位时,求以下几个数的原码:
+1011010 ,-1101011 ,-19 ,+0 ,-0
[+0]原=00000000 [-0]原=10000000
思考:当用8位二进制来表示整数原码时,其表示范围
是多少?
最大值为01111111,其真值数为 127 最小值为11111111,其真值数为 -127 所以原码能表示数值的范围为: (-127~-0 ,+0~+127)
精品课程
原码、反码和补码
计算机中采用二进制数来表示和存储各种数据信息。如: 十进制数10可以表示为二进制数______。 那么-10如何在计算机内表示呢? 最高位定为符号位,其余各位表示数值
真值数和机器数
真值数:机器外带正、负符号的数。
如:+35,-10
机器数:把正、负符号数字化的数。
(0表示正,1表示负)
例2:当机器字长数为8位时,求以下几个数的原码:
-101011 ,-37, [-101011 ]原= 1101011 但由于机器字长为8位,需补位,且不能影响数值大小 所以[-101011 ]原= 10101011
[-37]原= [-100110 ]原=10100110 正数的原码是其本身(机器数),负数的原码最高位为1。
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