在高中之前,数学是这种。1+1=2 .这些都是死的。
上了大学之后。这个世界是这种……
机器语言最低级的语言,仅仅有两个标志 0和1.通过这两个标志来实现计算。
曾经我们所做的数学运算都是在10进制上面进行的。而计算机仅仅能用二进制的数来进行运算。
大家都知道9用机器语言为 1001(进制的转换不做具体介绍)
再转换之前。这个数但是有要求的。这个数必须是正整数。才干够进行转换。
假设这个数为 -9。那么这个数怎样用机器语言来表示呢。
假设是小数。又是怎样表示的。
原码:
+9和-9,不就是相差一个符号么,多给一个位。进行标志不就能够了嘛。
+9表示为 0000 1001
-9表示为 0001 1001
利用二进制的数来处理 我们已知的问题,无非就是编码,制定规则而已。
然后,人们就把这样的加上符号位的表示方法 称为 原码。
计算机中,能够直接计算的运算。仅仅有一个加法。
比方:9+11=20
1001+1011=1 0100
假设。在进行运算的时候使用原码进行运算
即:0000 1001+0000 1011=01 0100
这个运算是正整数之间的加法,假设在进行运算的数之间,有小数,或者 负数。
那应该怎样处理呢?
注:以下中的码。带下划线的为符号位。
反码:
人们都知道。包括负数的加法。实际上就是所谓的减法。所以要处理的就是,怎样把负数增加到刚才的加法运算中。
9-3=6 改写成9+(-3)=6
使用原码表示进行运算:0000 1001 +0001 0011=11100=-12
这个结果,显然就不对了吧。
那这个问题又是怎样产生的?这个问题,是因为把原码中的符号位进行了计算,导致结果不对的。
既然结果不对,那么就编呗。反正找到一个能计算正确的规则。起个名字不就得了。
首先。要想正确。须要把符号位 也能够进行计算。
首先,两个数进行运算的时候.符号位后面的字符串,代表的才是真实数值的绝对值。
补码引例
在说补码之前。先举一个样例。
在现实生活中。某一个时刻。你看钟表的时候是9点。
之后,你活动了9个小时。如今是几点?
先说正常人是怎么算的。正常人肯定是:9+9-12=6 嗯,如今6点了。
另一种算法,就是。你知道12个小时是一圈。那么过去了9个小时,则能够这么算:9-(12-9)=6 也是6点。
在来看一个上面这个样例:
+9 + (-3)
0000 1001 + 0001 0011
假设利用原码进行计算,肯定结果不对了。符号位之前的临时不考虑
我把负数的原码 进行一下转换。转换成 1100
之后在进行计算: 0000 1001 + 0001 1100 = 0010 0101 符号位发生了变化。
数值应该为21.可是21>15=2^4-1 所以 影响了符号位。
在自己算一下 -3 到 12的改变量。 所以结果为 21-15=+6
在此之前。没有考虑符号位。
不考虑符号位。将符号位之后的符号,都按位取反。0改成1。1改成0.
这个形式的编码称为 反码。
这样计算机就能够计算 二进制的减法了。
补码
在上述的减法运算中,尽管能够得到运算的结果。可是亲们发现了没。
数值6根本就没有在结果中显示出来。
所以为了解决上述问题。
由-3 转换成 +12的 过程中,数值改变了15. 可是。15这个数值 效果,不能等价于 时钟运算中的 12小时。
所以要将反码进行+1之后再进行计算。
即 -3的补码=反码+1=0001 1100 +1=0001 1101
之后的运算:0000 1001+0001 1101=00100110 数值为+6
符号位,发生变化 偶数 仍为正数。
如今懂了什么叫补码了吧。
补码,你还记得什么叫补角吗?这个跟那个意思一样,就是凑一块就圆满了。
补码就是 在原码的基础上,找到那个 与他正好互补,以便形成一个符号位的数。
最简单的获取方式:原码-〉反码 然后+1
浮点数
在计算机的运算中,也要处理小数的运算。
即所谓的浮点数。
上次某同学问我。这个题怎么 0.1+0.1=1啊 。这明显就是一个坑啊。
利用人们已经形成的十进制思想。导致想不通。
在学习这个问题之前,首先要说一下。在10进制的小数中。是怎么定义的。
0.1 0.01 分别代表什么。
十进制中,每一个位置所代表的权重都是不同的。
比方100 中的 1。所代表的就是 10^2
那么,0.01中的1代表的是什么? 非常显然 这个小数里面的1 所代表的是 10^-2
相同的。十进制的数值每一个位置都有自己的权重。那么在2进制的数值中。
每一个数也都有自己的权重。
0.1 非常明显就是 2^-1 了。 那么0.1+0.1 …… 你的世界观还没被毁……
至于浮点数的运算,我就不啰嗦了。浮点数的运算。在计算机中,也就是加了点限制。事实上,全是自己通过0和1 进行 编码。说白了,就是瞎编,制造规则。然后行的通。就用。
总结:
1、看书看到公式。别头大。也许做几道题,全都会了,那些公式。
呵呵……
2、没有绝对的正确。
仅仅是那个圈子你还没有接触过而已。
3、书看不懂。看不懂就開始编呗。等你编了差点儿相同,然后回头再去看,突然感觉。似乎编的还挺对……
在写这篇博客之前,我根本就不知道反码补码 是干什么用的,仅仅知道怎样得到反码补码。
在写的过程中,重复思考。
反码补码有什么用处?为什么要引入?搞不明确……那先写着……然后就都写出来了。
假设文章中有错误之处,望斧正。