原碼是怎麼算,補碼 原碼 反碼怎麼運算?

時間 2021-12-25 16:09:00

1樓:莊生曉夢

原碼:在數值前直接加一符號位的表示法。

例如: 符號位=數值位

[+7]原=0 0000111 b[-7]原=1 0000111 b

注意:a. 數0的原碼有兩種形式:

[+0]原=00000000b [-0]原=10000000b

b. 8位二進位制原碼的表示範圍:-127~+127

編碼方式

原碼是有符號數的最簡單的編碼方式,便於輸入輸出,但作為**加減運算時較為複雜。

一個字長為n的機器數能表示不同的數字的個數是固定的2^n個,n=8時2^n=256;用來表示有符號數,數的範圍就是 -2^(n-1)-1 ~ 2^(n-1)-1,n=8時,這個範圍就是 -127 ~ +127。

但是在不需要考慮數的正負時,就不需要用一位來表示符號位,n位機器數全部用來表示是數值,這時表示數的範圍就是0~2^n-1,n=8時這個範圍就是0~255。

2樓:匿名使用者

列舉一下你就明白了.左邊10進位制,右邊2進位制.1=12=103=114=1005=1016=1107=1118=10009=100110=101011=1011明白了?

把2變成進一位的1就ok了。也就是2=1020=100二進位制也符合加減乘除的規則.2x2=4即 10x10=100類似的。

常算下就會了實在不行就先記住10進位制的1到10等於2進位制的多少.

3樓:匿名使用者

1*(2^4)+1*(2^3)+0*(2^2)+0*(2^1)+1*(2^0)=16+8+0+0+1=251*(2^3)+0*(2^2)+0*(2^1)+1*(2^0)=8+0+0+1=9

4樓:匿名使用者

在計算機內,定點數有3種表示法:原碼、反碼和補碼

所謂原碼就是前面所介紹的二進位制定點表示法,即最高位為符號位,「0」表示正,「1」表示負,其餘位表示數值的大小。

反碼錶示法規定:正數的反碼與其原碼相同;負數的反碼是對其原碼逐位取反,但符號位除外。

補碼錶示法規定:正數的補碼與其原碼相同;負數的補碼是在其反碼的末位加1。

1、原碼、反碼和補碼的表示方法

(1) 原碼:在數值前直接加一符號位的表示法。

例如: 符號位 數值位

[+7]原= 0 0000111 b

[-7]原= 1 0000111 b

注意:a. 數0的原碼有兩種形式:

[+0]原=00000000b [-0]原=10000000b

b. 8位二進位制原碼的表示範圍:-127~+127

(2)反碼:

正數:正數的反碼與原碼相同。

負數:負數的反碼,符號位為「1」,數值部分按位取反。

例如: 符號位 數值位

[+7]反= 0 0000111 b

[-7]反= 1 1111000 b

注意:a. 數0的反碼也有兩種形式,即

[+0]反=00000000b

[- 0]反=11111111b

b. 8位二進位制反碼的表示範圍:-127~+127

(3)補碼的表示方法

1)模的概念:把一個計量單位稱之為模或模數。例如,時鐘是以12進位制進行計數迴圈的,即以12為模。

在時鐘上,時針加上(正撥)12的整數位或減去(反撥)12的整數位,時針的位置不變。14點鐘在捨去模12後,成為(下午)2點鐘(14=14-12=2)。從0點出發逆時針撥10格即減去10小時,也可看成從0點出發順時針撥2格(加上2小時),即2點(0-10=-10=-10+12=2)。

因此,在模12的前提下,-10可對映為+2。由此可見,對於一個模數為12的迴圈系統來說,加2和減10的效果是一樣的;因此,在以12為模的系統中,凡是減10的運算都可以用加2來代替,這就把減法問題轉化成加法問題了(注:計算機的硬體結構中只有加法器,所以大部分的運算都必須最終轉換為加法)。

10和2對模12而言互為補數。

同理,計算機的運算部件與暫存器都有一定字長的限制(假設字長為8),因此它的運算也是一種模運算。當計數器計滿8位也就是256個數後會產生溢位,又從頭開始計數。產生溢位的量就是計數器的模,顯然,8位二進位制數,它的模數為28=256。

在計算中,兩個互補的數稱為「補碼」。

2)補碼的表示:

正數:正數的補碼和原碼相同。

負數:負數的補碼則是符號位為「1」,數值部分按位取反後再在末位(最低位)加1。也就是「反碼+1」。

例如: 符號位 數值位

[+7]補= 0 0000111 b

[-7]補= 1 1111001 b

補碼在微型機中是一種重要的編碼形式,請注意:

a. 採用補碼後,可以方便地將減法運算轉化成加法運算,運算過程得到簡化。正數的補碼即是它所表示的數的真值,而負數的補碼的數值部份卻不是它所表示的數的真值。

採用補碼進行運算,所得結果仍為補碼。

b. 與原碼、反碼不同,數值0的補碼只有一個,即 [0]補=00000000b。

c. 若字長為8位,則補碼所表示的範圍為-128~+127;進行補碼運算時,應注意所得結果不應超過補碼所能表示數的範圍。

2.原碼、反碼和補碼之間的轉換

由於正數的原碼、補碼、反碼錶示方法均相同,不需轉換。

在此,僅以負數情況分析。

(1) 已知原碼,求補碼。

例:已知某數x的原碼為10110100b,試求x的補碼和反碼。

解:由[x]原=10110100b知,x為負數。求其反碼時,符號位不變,數值部分按位求反;求其補碼時,再在其反碼的末位加1。

1 0 1 1 0 1 0 0 原碼

1 1 0 0 1 0 1 1 反碼,符號位不變,數值位取反

1 +1

1 1 0 0 1 1 0 0 補碼

故:[x]補=11001100b,[x]反=11001011b。

(2) 已知補碼,求原碼。

分析:按照求負數補碼的逆過程,數值部分應是最低位減1,然後取反。但是對二進位制數來說,先減1後取反和先取反後加1得到的結果是一樣的,故仍可採用取反加1 有方法。

例:已知某數x的補碼11101110b,試求其原碼。

解:由[x]補=11101110b知,x為負數。求其原碼錶示時,符號位不變,數值部分按位求反,再在末位加1。

1 1 1 0 1 1 1 0 補碼

1 0 0 1 0 0 0 1 符號位不變,數值位取反

1 +1

1 0 0 1 0 0 1 0 原碼

1.3.2 有符號數運算時的溢位問題

請大家來做兩個題目:

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

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:這兩個題目,按照正常的法則來運算,但結果顯然不正確,這是怎麼回事呢?

答案:這是因為發生了溢位。

如果計算機的字長為n位,n位二進位制數的最高位為符號位,其餘n-1位為數值位,採用補碼錶示法時,可表示的數x的範圍是 -2n-1≤x≤2n-1-1

當n=8時,可表示的有符號數的範圍為-128~+127。兩個有符號數進行加法運算時,如果運算結果超出可表示的有符號數的範圍時,就會發生溢位,使計算結果出錯。很顯然,溢位只能出現在兩個同符號數相加或兩個異符號數相減的情況下。

對於加法運算,如果次高位(數值部分最高位)形成進位加入最高位,而最高位(符號位)相加(包括次高位的進位)卻沒有進位輸出時,或者反過來,次高位沒有進位加入最高位,但最高位卻有進位輸出時,都將發生溢位。因為這兩種情況是:兩個正數相加,結果超出了範圍,形式上變成了負數;兩負數相加,結果超出了範圍,形式上變成了正數。

而對於減法運算,當次高位不需從最高位借位,但最高位卻需借位(正數減負數,差超出範圍),或者反過來,次高位需從最高位借位,但最高位不需借位(負數減正數,差超出範圍),也會出現溢位。

5樓:匿名使用者

原碼(true form)是一種計算機中對數字的二進位制定點表示方法。原碼錶示法在數值前面增加了一位符號位(即最高位為符號位),該位為0表示正數,該位為1表示負數,其餘位表示數值的大小。

原碼的優點:簡單直觀;例如,我們用8位二進位制表示一個數,+11的原碼為00001011,-11的原碼就是10001011

缺點:原碼不能直接參加運算,可能會出錯。例如數學上,1+(-1)=0,而在二進位制中00000001+10000001=10000010,換算成十進位制為130。顯然出錯了。

所以原碼的符號位不能直接參與運算,必須和其他為分開,這就增加了硬體的開銷和複雜性

具體定義還分小數和整數:

①小數原碼的定義

[x] =

x 0≤x <1

1- x -1 < x ≤ 0

例如: x=+0.1011 , [x]原= 01011

x=-0.1011 [x]原= 11011

②整數原碼的定義

[x]原 =

x 0≤x <2n

2n-x - 2n < x ≤ 0

補碼、原碼、反碼怎麼運算?

6樓:

原碼, 反碼和補碼的概念.對於一個數, 計算機要使用一定的編碼方式進行儲存. 原碼, 反碼, 補碼是機器儲存一個具體數字的編碼方式。

原碼就是符號位加上真值的絕對值, 即用第一位表示符號, 其餘位表示值。反碼就是正數的反碼是其本身,負數的反碼是在其原碼的基礎上, 符號位不變,其餘各個位取反。補碼就是正數的補碼就是其本身,負數的補碼是在其原碼的基礎上, 符號位不變, 其餘各位取反。

1. 原碼

原碼就是符號位加上真值的絕對值, 即用第一位表示符號, 其餘位表示值. 比如如果是8位二進位制:

[+1]原 = 0000 0001

[-1]原 = 1000 0001

第一位是符號位. 因為第一位是符號位, 所以8位二進位制數的取值範圍就是:

[1111 1111 , 0111 1111]

即[-127 , 127]

原碼是人腦最容易理解和計算的表示方式。

2. 反碼

反碼的表示方法是:

正數的反碼是其本身

負數的反碼是在其原碼的基礎上, 符號位不變,其餘各個位取反。

[+1] = [00000001]原 = [00000001]反

[-1] = [10000001]原 = [11111110]反

可見如果一個反碼錶示的是負數, 人腦無法直觀的看出來它的數值. 通常要將其轉換成原碼再計算。

3. 補碼

補碼的表示方法是:

正數的補碼就是其本身

負數的補碼是在其原碼的基礎上, 符號位不變, 其餘各位取反, 最後+1. (即在反碼的基礎上+1)

[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]補

[-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]補

對於負數,補碼錶示方式也是人腦無法直**出其數值的。通常也需要轉換成原碼在計算其數值。

為何要使用原碼, 反碼和補碼

在開始深入學習前, 我的學習建議是先"死記硬背"上面的原碼, 反碼和補碼的表示方式以及計算方法。

現在我們知道了計算機可以有三種編碼方式表示一個數. 對於正數因為三種編碼方式的結果都相同:

[+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]補

所以不需要過多解釋. 但是對於負數:

[-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]補

可見原碼, 反碼和補碼是完全不同的. 既然原碼才是被人腦直接識別並用於計算表示方式, 為何還會有反碼和補碼呢?

首先, 因為人腦可以知道第一位是符號位, 在計算的時候我們會根據符號位, 選擇對真值區域的加減. (真值的概念在本文最開頭). 但是對於計算機, 加減乘數已經是最基礎的運算, 要設計的儘量簡單.

計算機辨別"符號位"顯然會讓計算機的基礎電路設計變得十分複雜! 於是人們想出了將符號位也參與運算的方法. 我們知道, 根據運演算法則減去一個正數等於加上一個負數, 即:

1-1 = 1 + (-1) = 0 , 所以機器可以只有加法而沒有減法, 這樣計算機運算的設計就更簡單了。

於是人們開始探索 將符號位參與運算, 並且只保留加法的方法. 首先來看原碼:

計算十進位制的表示式: 1-1=0

1 - 1 = 1 + (-1) = [00000001]原 + [10000001]原 = [10000010]原 = -2

如果用原碼錶示, 讓符號位也參與計算, 顯然對於減法來說, 結果是不正確的.這也就是為何計算機內部不使用原碼錶示一個數。

為了解決原碼做減法的問題, 出現了反碼:

計算十進位制的表示式: 1-1=0

1 - 1 = 1 + (-1) = [0000 0001]原 + [1000 0001]原= [0000 0001]反 + [1111 1110]反 = [1111 1111]反 = [1000 0000]原 = -0

發現用反碼計算減法, 結果的真值部分是正確的. 而唯一的問題其實就出現在"0"這個特殊的數值上. 雖然人們理解上+0和-0是一樣的, 但是0帶符號是沒有任何意義的.

而且會有[0000 0000]原和[1000 0000]原兩個編碼表示0。

於是補碼的出現, 解決了0的符號以及兩個編碼的問題:

1-1 = 1 + (-1) = [0000 0001]原 + [1000 0001]原 = [0000 0001]補 + [1111 1111]補 = [0000 0000]補=[0000 0000]原

這樣0用[0000 0000]表示, 而以前出現問題的-0則不存在了.而且可以用[1000 0000]表示-128:

(-1) + (-127) = [1000 0001]原 + [1111 1111]原 = [1111 1111]補 + [1000 0001]補 = [1000 0000]補

-1-127的結果應該是-128, 在用補碼運算的結果中, [1000 0000]補 就是-128. 但是注意因為實際上是使用以前的-0的補碼來表示-128, 所以-128並沒有原碼和反碼錶示.(對-128的補碼錶示[1000 0000]補算出來的原碼是[0000 0000]原, 這是不正確的)

使用補碼, 不僅僅修復了0的符號以及存在兩個編碼的問題, 而且還能夠多表示一個最低數. 這就是為什麼8位二進位制, 使用原碼或反碼錶示的範圍為[-127, +127], 而使用補碼錶示的範圍為[-128, 127]。

因為機器使用補碼, 所以對於程式設計中常用到的32位int型別, 可以表示範圍是: [-231, 231-1] 因為第一位表示的是符號位.而使用補碼錶示時又可以多儲存一個最小值。

數的原碼,反碼,補碼怎麼算,一個數的原碼,反碼,補碼怎麼算

美食藝術 補碼的運算 聽老師講解真值 原碼 反碼和補碼 文庫精選 內容來自使用者 liangbing609 基本概念在計算機內部表示二進位制數的方法稱為數值編碼,把一個數及其符號在機器中的表示加以數值化,稱為機器數。機器數所代表的數稱為數的真值。表示一個機器數,應考慮以下三個因素 1 機器數的範圍 ...

計算機的補碼 原碼問題,計算機原碼反碼補碼怎麼算

1.是這樣規定的,如果硬要理解的話,可以這樣理解 16位的 128是1000000010000000,而8位恰好位於分界點,在8位的範圍內,127到127肯定是很好理解的,而10000000表示 128理解成 0也行,理解成 128也行,採取後者正好跟16位的相容,所以更佳!2.定點補碼錶示純小數,...

什麼是原碼 反碼 補碼 移碼 crc迴圈冗餘碼

原碼 反碼和補碼 在計算機內,定點數有3種表示法 原碼 反碼和補碼所謂原碼就是前面所介紹的二進位制定點表示法,即最高位為符號位,0 表示正,1 表示負,其餘位表示數值的大小。反碼錶示法規定 正數的反碼與其原碼相同 負數的反碼是對其原碼逐位取反,但符號位除外。補碼錶示法規定 正數的補碼與其原碼相同 負...