原码,反码,补码,移码

1.原码是指在二级制中把第一位作为符号位,0是正式,1是负数。

   3(10) =00000011(原码)

   -3(10)=10000011(原码)

2.反码是指在二级制中,正数和原码一样,负数除符号位外,逐位求反。

3(10)=00000011(反码)

-3(10)=10000011(原码)=11111100(反码)

2.补码,正数的补码是原码,负数的补码是对反码+1。

3(10)=00000011(补码)

-3(10)=10000011(原码)=00000011(原码绝对值)=11111100(补码)

最近报了软考,恶补下基础知识, 以前学过的原码、反码、补码竟然忘记了,另外还有不怎么熟悉的移码,特意花点时间整理下,希望对大家有帮助。

概念介绍:
计算机中的信息都是以二进制形式表示的,数值有正负之分,计算机就用一个数的最高位存放符号(0为正,1为负)。这就是机器数的原码了。设机器能处理的位数为8。即字长为1byte,原码能表示数值的范围为(-127~-0 + 0~127)共256个。

有了数值的表示方法就可以对数进行算术运算。但是很快就发现用带符号位的原码进行乘除运算时结果正确,而在加减运算的时候就出现了问题,如下(假设字长为8bits): 
(1)10- (1)10 = (1)10 + (-1)10 = (0)10
(00000001)原 + (10000001)原 = (10000010)原 = (-2) 显然不正确。

因为在两个整数的加法运算中是没有问题的,于是就发现问题出现在带符号位的负数身上,对除符号位外的其余各位逐位取反就产生了反码。反码的取值空间和原码相同且一一对应。 
下面是反码的减法运算:
(1)10 - (1) 10= (1) 10+ (-1) 10= (0)10
(00000001) 反+ (11111110)反 = (11111111)反 = (-0) 有点小问题。
(1)10 - (2)10 = (1)10 + (-2)10 = (-1)10
(00000001) 反+ (11111101)反 = (11111110)反 = (-1) 正确

问题出现在+0和-0上,在人们的计算概念中零是没有正负之分的。于是就引入了补码概念。 负数的补码就是对反码加一,而正数不变,正数的原码反码补码是一样的。在补码中用(-128)代替了(-0),所以补码的表示范围为:(-128~0~127)共256个。

下面是补码的加减运算:
(1) 10- (1) 10= (1)10 + (-1)10 = (0)10
(00000001)补 + (11111111)补 = (00000000)补 = (0) 正确
(1) 10- (2) 10= (1)10 + (-2)10 = (-1)10
(00000001) 补+ (11111110) 补= (11111111)补 = (-1) 正确

原码、反码、补码都是有符号定点数的表示方法(日常生活中通常都使用有符号数,定点数对应的就是浮点数,即小数),反码、补码是为了简化二进制数的减法运算;
移码常用来比较大小,一般会把浮点数的阶码用移码表示,说的再通俗一点,你把数值用移码表示出来可以一眼看出他们的大小。这样很容易判断阶码的大小,移码可用于简化浮点数的乘除法运算。

功能与目的:

反码:解决负数加法运算问题,将减法运算转换为加法运算,从而简化运算规则;
补码:解决负数加法运算正负零问题,弥补了反码的不足。
总之,反码与补码都是为了解决负数运算问题,跟正数没关系,因此,不管是正整数还是正小数,原码,反码,补码都全部相同。

总结:
1、正数的原码、补码、反码均为其本身;
2、负数(二进制)的原码、补码、反码公式:
    反码 = 原码(除符号位外)每位取反
    补码 = 反码 + 1
    反码 = 补码  - 1
    移码 = 补码符号位取反

没有看懂,在来一遍。

最近在备战软考,复习到计算机组成原理的时候,看到书中关于原码、反码、补码和移码的定义如下(n是机器字长):


原码:




反码:



补码:



移码:



看完这些定义以后,我的脑袋瞬间膨胀到原来的二倍!这样变态的公式不管你记不记得住,反正我是记不住!还好以前对它们有所了解,否则看到这一堆公式恐怕我早就放弃参加软考的念头喽。


其实没必要弄得这么麻烦,它们完全可以用一两句话就描述的很清楚。


原码:


如果机器字长为n,那么一个数的原码就是用一个n位的二进制数,其中最高位为符号位:正数为0,负数为1。剩下的n-1位表示概数的绝对值。

例如: X=+101011 , [X]原= 00101011    X=-101011 , [X]原= 10101011 
位数不够的用0补全。

PS:正数的原、反、补码都一样:0的原码跟反码都有两个,因为这里0被分为+0和-0。

反码:

知道了什么是原码,那反码就更是张飞吃豆芽——小菜一碟了。知道了原码,那么你只需要具备区分0跟1的能力就可以轻松求出反码,为什么呢?因为反码就是在原码的基础上,符号位不变其他位按位取反(就是0变1,1变0)就可以了。


例如:X=-101011 , [X]原= 10101011 ,[X]反=11010100


补码:


补码也非常的简单就是在反码的基础上按照正常的加法运算加1。


例如:X=-101011 , [X]原= 10101011 ,[X]反=11010100,[X]补=11010101


PS:0的补码是唯一的,如果机器字长为8那么[0]补=00000000。


移码:


移码最简单了,不管正负数,只要将其补码的符号位取反即可。


例如:X=-101011 , [X]原= 10101011 ,[X]反=11010100,[X]补=11010101,[X]移=01010101




PS:非常感谢12楼对负数补码的补充



以上内容只适合初学者参考,高手勿喷,有说的不对的地方欢迎指出,感激不尽!



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