原码、反码、补码的求法

在计算机内,定点数有3种表示法:原码、反码和补码。
  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: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: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=10000000B
  b. 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=11111111B
  b. 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)。10和2对模12而言互为补数。
  同理,计算机的运算部件与寄存器都有一定字长的限制(假设字长为8),因此它的运算也是一种模运算。当计数器计满8位也就是256个数后会产生溢出,又从头开始计数。产生溢出的量就是计数器的模,显然,8位二进制数,它的模数为28=256。在计算中,两个互补的数称为“补码”。
  2)补码的表示:
  正数:正数的补码和原码相同。
  负数:负数的补码则是符号位为“1”,数值部分按位取反后再在末位(最低位)加1。也就是“反码+1”。
  例如: 符号位 数值位
  [+7]补= 0 0000111 B
  [-7]补= 1 1111001 B
  补码在微型机中是一种重要的编码形式,请注意:
  a. 采用补码后,可以方便地将减法运算转化成加法运算,运算过程得到简化。正数的补码即是它所表示的数的真值,而负数的补码的数值部份却不是它所表示的数的真值。采用补码进行运算,所得结果仍为补码。
  b. 与原码、反码不同,数值0的补码只有一个,即 [0]补=00000000B。
  c. 若字长为8位,则补码所表示的范围为-128~+127;进行补码运算时,应注意所得结果不应超过补码所能表示数的范围。
  2.原码、反码和补码之间的转换
  由于正数的原码、补码、反码表示方法均相同,不需转换。
  在此,仅以负数情况分析。
  (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 0 0 补码
  故:[X]补=11001100B,[X]反=11001011B。
  (2) 已知补码,求原码。
  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。求其原码表示时,符号位不变,数值部分按位求反,再在末位加1。
  1 1 1 0 1 1 1 0 补码
  1 0 0 1 0 0 0 1 符号位不变,数值位取反
  1 +1
  1 0 0 1 0 0 1 0 原码
  1.3.2 有符号数运算时的溢出问题
  请大家来做两个题目:
  两正数相加怎么变成了负数???
  1)(+72)+(+98)=?
  0 1 0 0 1 0 0 0 B +72
  + 0 1 1 0 0 0 1 0 B +98
  1 0 1 0 1 0 1 0 B -42
  两负数相加怎么会得出正数???
  2)(-83)+(-80)=?
  1 0 1 0 1 1 0 1 B -83
  + 1 0 1 1 0 0 0 0 B -80
  0 1 0 1 1 1 0 1 B +93
  思考:这两个题目,按照正常的法则来运算,但结果显然不正确,这是怎么回事呢?
  答案:这是因为发生了溢出。
  如果计算机的字长为n位,n位二进制数的最高位为符号位,其余n-1位为数值位,采用补码表示法时,可表示的数X的范围是 -2n-1≤X≤2n-1-1
  当n=8时,可表示的有符号数的范围为-128~+127。两个有符号数进行加法运算时,如果运算结果超出可表示的有符号数的范围时,就会发生溢出,使计算结果出错。很显然,溢出只能出现在两个同符号数相加或两个异符号数相减的情况下。
  对于加法运算,如果次高位(数值部分最高位)形成进位加入最高位,而最高位(符号位)相加(包括次高位的进位)却没有进位输出时,或者反过来,次高位没有进位加入最高位,但最高位却有进位输出时,都将发生溢出。因为这两种情况是:两个正数相加,结果超出了范围,形式上变成了负数;两负数相加,结果超出了范围,形式上变成了正数。
  而对于减法运算,当次高位不需从最高位借位,但最高位却需借位(正数减负数,差超出范围),或者反过来,次高位需从最高位借位,但最高位不需借位(负数减正数,差超出范围),也会出现溢出。
  在计算机中,数据是以补码的形式存储的,所以补码在c语言的教学中有比较重要的地位,而讲解补码必须涉及到原码、反码。本部分演示作何一个整数的原码、反码、补码。过程与结果显示在列表框中,结果比较少,不必自动清除,而过程是相同的,没有必要清除。故需设清除各部分及清除全部的按钮。测试时注意最大、最小正负数。用户使用时注意讲解不会溢出:当有一个数的反码的全部位是1才会溢出,那么它的原码是10000...,它不是负数,故不会溢出。
  在n位的机器数中,最高位为符号位,该位为零表示为正,为一表示为负;其余n-1位为数值位,各位的值可为零或一。当真值为正时,原码、反码、补码数值位完全相同;当真值为负时,原码的数值位保持原样,反码的数值位是原码数值位的各位取反,补码则是反码的最低位加一。注意符号位不变。
  总结:提示信息不要太少,可“某某数的反码是某某”,而不是只显示数值。
  1.原码的求法:(1)对于正数,转化为二进制数,在最前面添加一符号位(这是规定的),用1表示负数,二表示正数.如:0000 0000是一个字节,其中0为符号位,表示是正数,其它七位表示二进制的值.其实,机器不管这些,什么符号位还是值,机器统统看作是值来计算. 正数的原码、反码、补码是同一个数!
  (2)对于负数,转化为二进制数,前面符号位为1.表示是负数.
  计算原码只要在转化的二进制数前面加上相应的符号位就行了.
  2.反码的求法:对于负数,将原码各位取反,符号位不变.
  3.补码的求法:对于负数,将反码加上二进制的1即可,也就是反码在最后一位上加上1就是补码了.

希望能够有帮助

时间: 2024-10-14 06:51:36

原码、反码、补码的求法的相关文章

计算机基础知识_原码反码补码

一.原码,反码,补码 1.原码 比如一个二进制数字 最高位是0,(0代表正数) 0010 1000 那么原码就是0010 1000 反码: 0010 1000 补码: 0010 1000 都是一样的,这个二进制数字的10进制是40 所以是正数 正数的原反补都是一样的 2.反码 反码就是原码的取反,二进制的 0变为1 1变为0 ,看最高符号位是0 还是1,如果是1,则你要0变为1,1变为0, 3.补码: 负数的的是原码 取反 在加1 变成补码(二进制数) 正数的原码 加上负数的补码就等于是做减法运

java基础:原码反码补码

计算机在操作的时候,都是采用数据对应二进制的补码来计算的: 原码 反码 补码 原码:用原码,反码,补码来分别表示+7,和-7. 首先得到7的二进制:111

原码, 反码, 补码 详解

本篇文章讲解了计算机的原码, 反码和补码. 并且进行了深入探求了为何要使用反码和补码, 以及更进一步的论证了为何可以用反码, 补码的加法计算原码的减法. 论证部分如有不对的地方请各位牛人帮忙指正! 希望本文对大家学习计算机基础有所帮助! 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

[转]原码, 反码, 补码 详解 很全

本篇文章讲解了计算机的原码, 反码和补码. 并且进行了深入探求了为何要使用反码和补码, 以及更进一步的论证了为何可以用反码, 补码的加法计算原码的减法. 论证部分如有不对的地方请各位牛人帮忙指正! 希望本文对大家学习计算机基础有所帮助! 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

关于原码, 反码, 补码的复习

原本大一时考试90+的组成原理,隔了太长时间没使用,概念也慢慢模糊了,由于最近考试的基础知识有可能用到,于是,在网上找些资料,整理成这个文章,方便以后某天回来看看,好记性真不如烂笔头. 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

原码 反码 补码 以及 为什么要使用原码反码补码

原始博文网址,无意侵权,只是想记下来以后复习的时候方便, http://www.cnblogs.com/cumtchw/p/4523332.html http://www.cnblogs.com/zhangziqiu/archive/2011/03/30/ComputerCode.html 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,在计算机中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+3,假设计算机字长为8位,转换成二进制就是0000 0

[C++基础]原码/反码/补码、二进制位运算

原码/反码/补码 编码 定义 实例 原码 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. [+100]原=01100100 [+0]原=00000000 [-100]原=11100100 [-0]原=10000000注意:在原码中,零有两种表示形式. 反码 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. [+100]反=01100100 [+0]反=00000000 [-100]反=10011011[-0]反=1111111

详解 原码, 反码, 补码

本篇文章讲解了计算机的原码, 反码和补码. 并且深入探求了为何要使用反码和补码, 以及更进一步论证了为何可以用反码和补码的加法计算原码的减法. 论证部分如有错误请各位牛人帮忙指正! 希望本文对大家学习计算机基础有所帮助! 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,在计算机中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

[转载]原码, 反码, 补码 详解

本篇文章讲解了计算机的原码, 反码和补码. 并且进行了深入探求了为何要使用反码和补码, 以及更进一步的论证了为何可以用反码, 补码的加法计算原码的减法. 论证部分如有不对的地方请各位牛人帮忙指正! 希望本文对大家学习计算机基础有所帮助! 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

原码,反码,补码详解及 Java中>>和>>>的区别

前两天分析 HashMap 的 hash 算法的时候,遇见了 >> 和 >>> 这两个符号,当时查了下资料,在脑子中过了一下.今天又碰到了,没想到竟然忘了  0-0........ 我这记忆力哎,不说了.只好做个笔记,提醒自己,遇到啥不会的最好记下来,好记性不如烂博客啊~ 既然涉及到位运算,我们追本索源,就先从最基础的原码,补码和反码学起.搜了一下这方面的资料,发现一篇专门介绍这方面的文章,写的很是透彻,便直接引用过来了,原文地址是:http://www.cnblogs.co