原码、反码和补码及其由来

很多人在学习计算机以及编程时，都会接触到原码，反码和补码，今天来聊聊它们的表示方法以及为什么会有这几个概念。

一、机器数

说起原码，得先说起机器数和计算机的硬件结构，人们认为，一个完整功能的计算机主要由五大组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，其中担负着执行各种算术和逻辑运算操作的部件即运算器，而现代计算机芯片主要由数字集成电路搭建的，数字集成电路通过控制其算术逻辑单元中的逻辑门产生高、低电平的电信号，可实现逻辑上的0、1，即用高电平代表数字1，低电平代表数字0，这样，计算机就实现了从物理信号到逻辑信号的转变。

不过计算机只能表示0和1，而我们使用计算机是为了解决现实生活中的问题，因此为计算机使用二进制，可与现实中使用的十进制进行一一转换。我们将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，而早期人们因为编码习惯及方便，将计算机中一个字节定义为8位，比如十进制中的5的机器数为00000101。

二、原码

与此同时，人们发现，使用0和1我们只能在计算机中表示正数，为了方便使用，规定机器数的第一位为符号