首先要知道程序的运行事先要转换成二进制去执行的,如下是电脑使用二进制的原因:
首先,二进位计数制仅用两个数码。0和1,所以,任何具有二个不同稳定状态的元件都可用来表示数的某一位。而在实际上具有两种明显稳定状态的元件很多。例如,电灯的"亮"和"熄";开关的”开“和”关“; 电压的”高“和”低“、”正“和”负“;纸带上的”有孔“和“无孔”,电路中的”有信号“和”无信号“, 磁性材料的南极和北极等等,不胜枚举。 利用这些截然不同的状态来代表数字,是很容易实现的。不仅如此,更重要的是两种截然不同的状态不单有量上的差别,而且是有质上的不同。这样就能大大提高机器的抗干扰能力,提高可靠性。而要找出一个能表示多于二种状态而且简单可靠的器件,就困难得多了 [8] 。
其次,二进位计数制的四则运算规则十分简单。而且四则运算最后都可归结为加法运算和移位,这样,电子计算机中的运算器线路也变得十分简单了。不仅如此,线路简化了,速度也就可以提高。这也是十进位计数制所不能相比的 [8] 。
第三,在电子计算机中采用二进制表示数可以节省设备。可 以从理论上证明,用三进位制最省设备,其次就是二进位制。但由于二进位制有包括三进位制在内的其他进位制所没有的优点,所以大多数电子计算机还是采用二进制。此外,由于二进制中只用二个符号 “ 0” 和“1”,因而可用布尔代数来分析和综合机器中的逻辑线路。 这为设计电子计算机线路提供了一个很有用的工具 [8] 。
第四,二进制的符号“1”和“0”恰好与逻辑运算中的“对”(true)与“错”(false)对应,便于计算机进行逻辑运算
了解了这之后,我们知道java中的byte大小是一个字节, 1字节 = 8比特 二进制中的 0 或者1 = 1个比特
首先我们要把10进制的数字转换成二进制如:
| 十进制 | 二进制(满二进一) |
| 1 | 00000001 |
| 2 | 00000010 |
| 3 | 00000011 |
| 4 | 00000100 |
然后我们要只知道二进制中的第一位为符号位0是正数1代表是负数,正数的的原码,反码补码都是自己,而且二进制在执行过程中都是拿补码去执行的,那么负数的补码应该怎么算呢?下面我们来拿-4来做例子获取-4的二进制反码:
首先我们要知道4的补码是什么
| 4的补码 | 00000100 |
| -4的源码在4的补码基础上把第一位从0换到1 | 10000100 |
| -4的反码在源码基础上除了符号位其他取反 | 11111011 |
| -4的补码在反码的基础上+1 | 11111100 |
| 用电脑自带的计算机验证下结果为 | 11111100 |
由此可知-4的补码是11111100,那么为什么int型128转换成byte型会是-128呢?
首先按照正常来算的话128应该是10000000由于一个字节的第一位是符号位计算机就把10000000当做负数了,具体计算出来如下:
| 127的原码 | 01111111 |
| -127的原码 | 11111111 |
| -127的反码 | 10000000 |
| -127的补码 | 10000001 |
| 在-127的补码的基础上-1得到-128的补码 | 10000000 |
所以byte的范围是-128~127之间。

本文详细阐述了电脑使用二进制的原因,包括硬件实现的简易性、运算规则的简洁性、设备资源的节省以及逻辑运算的便利性。通过实例解析了二进制数转换、正负数的原码、反码和补码表示,特别是重点讨论了-4和128在byte类型转换中的特殊情况,揭示了计算机中数值计算的本质。
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