補碼運算的結果是正數的時候得到的就是原碼嗎

時間 2021-09-02 16:22:25

1樓:匿名使用者

不一樣計算機中的儲存系統都是用2進位制儲存的,對我們輸入的每一個資訊它都會自動轉變成二進位制的形式,而二進位制在儲存的時候就會用到原碼,反碼和補碼

例如:輸入25

原碼就是:0000000000011001

反碼: 1111111111100110

補碼: 1111111111100111

~ 數值在計算機中表示形式為機器數,計算機只能識別0和1,使用的是二進位制,而在日常生活中人們使用的是十進位制,"正如亞里士多德早就指出的那樣,今天十進位制的廣泛採用,只不過我們絕大多數人生來具有10個手指頭這個解剖學事實的結果.儘管在歷史上手指計數(5,10進位制)的實踐要比二或三進位制計數出現的晚."(摘自《數學發展史》有空大家可以看看哦~,很有意思的).

為了能方便的與二進位制轉換,就使用了十六進位制(2 4)和八進位制(23).下面進入正題.

數值有正負之分,計算機就用一個數的最高位存放符號(0為正,1為負).這就是機器數的原碼了.假設機器能處理的位數為8.即字長為1byte,原碼能表示數值的範圍為

(-127~-0 +0~127)共256個.

有了數值的表示方法就可以對數進行算術運算.但是很快就發現用帶符號位的原碼進行乘除運算時結果正確,而在加減運算的時候就出現了問題,如下: 假設字長為8bits

( 1 ) 10- ( 1 )10 = ( 1 )10 + ( -1 )10 = ( 0 )10

(00000001)原 + (10000001)原 = (10000010)原 = ( -2 ) 顯然不正確.

因為在兩個整數的加法運算中是沒有問題的,於是就發現問題出現在帶符號位的負數身上,對除符號位外的其餘各位逐位取反就產生了反碼.反碼的取值空間和原碼相同且一一對應. 下面是反碼的減法運算:

( 1 )10 - ( 1 ) 10= ( 1 ) 10+ ( -1 ) 10= ( 0 )10

(00000001) 反+ (11111110)反 = (11111111)反 = ( -0 ) 有問題.

( 1 )10 - ( 2)10 = ( 1 )10 + ( -2 )10 = ( -1 )10

(00000001) 反+ (11111101)反 = (11111110)反 = ( -1 ) 正確

問題出現在(+0)和(-0)上,在人們的計算概念中零是沒有正負之分的.(印度人首先將零作為標記並放入運算之中,包含有零號的印度數學和十進位制計數對人類文明的貢獻極大).

於是就引入了補碼概念. 負數的補碼就是對反碼加一,而正數不變,正數的原碼反碼補碼是一樣的.在補碼中用(-128)代替了(-0),所以補碼的表示範圍為:

(-128~0~127)共256個.

注意:(-128)沒有相對應的原碼和反碼, (-128) = (10000000) 補碼的加減運算如下:

( 1 ) 10- ( 1 ) 10= ( 1 )10 + ( -1 )10 = ( 0 )10

(00000001)補 + (11111111)補 = (00000000)補 = ( 0 ) 正確

( 1 ) 10- ( 2) 10= ( 1 )10 + ( -2 )10 = ( -1 )10

(00000001) 補+ (11111110) 補= (11111111)補 = ( -1 ) 正確

所以補碼的設計目的是:

⑴使符號位能與有效值部分一起參加運算,從而簡化運算規則.

⑵使減法運算轉換為加法運算,進一步簡化計算機中運算器的線路設計

所有這些轉換都是在計算機的最底層進行的,而在我們使用的彙編、c等其他高階語言中使用的都是原碼

參考資料:

2樓:霽昀

補碼運算的結果是正數時,得到的結果是真值

3樓:匿名使用者

正數的 補碼,反碼,原碼是一樣的,不知道這是不是你要的答案。。。

為什麼用反碼和補碼算出來的結果再化成原碼不一樣?

4樓:你猜我猜哇擦猜

數在計算機中是以二進位制形式表示的.

數分為有符號數和無符號數.

原碼、反碼、補碼都是有符號定點數的表示方法.

一個有符號定點數的最高位為符號位,0是正,1是副.

以下都以8位整數為例,

原碼就是這個數本身的二進位制形式.

例如0000001 就是+1

1000001 就是-1

正數的反碼和補碼都是和原碼相同.

負數的反碼是將其原碼除符號位之外的各位求反

[-3]反=[10000011]反=11111100

負數的補碼是將其原碼除符號位之外的各位求反之後在末位再加1.

[-3]補=[10000011]補=11111101

一個數和它的補碼是可逆的.

為什麼要設立補碼呢?

第一是為了能讓計算機執行減法:

[a-b]補=a補+(-b)補

第二個原因是為了統一正0和負0

正零:00000000

負零:10000000

這兩個數其實都是0,但他們的原碼卻有不同的表示.

但是他們的補碼是一樣的,都是00000000

特別注意,如果+1之後有進位的,要一直往前進位,包括符號位!(這和反碼是不同的!)

[10000000]補

=[10000000]反+1

=11111111+1

=(1)00000000

=00000000(最高位溢位了,符號位變成了0)

有人會問

10000000這個補碼錶示的哪個數的補碼呢?

其實這是一個規定,這個數表示的是-128

所以n位補碼能表示的範圍是

-2^(n-1)到2^(n-1)-1

比n位原碼能表示的數多一個

又例:1011

原碼:01011

反碼:01011 //正數時,反碼=原碼

補碼:01011 //正數時,補碼=原碼

-1011

原碼:11011

反碼:10100 //負數時,反碼為原碼取反

補碼:10101 //負數時,補碼為原碼取反+1

0.1101

原碼:0.1101

反碼:0.1101 //正數時,反碼=原碼

補碼:0.1101 //正數時,補碼=原碼

-0.1101

原碼:1.1101

反碼:1.0010 //負數時,反碼為原碼取反

補碼:1.0011 //負數時,補碼為原碼取反+1

總結: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.

5樓:西瓜蘋果胡桃

可能是你算錯了。你把你的計算過程粘出來啊。

對於正數,其原碼、反碼、補碼是相同的嗎

6樓:丶兔牙媽媽

相同的,正數的原碼=反碼=補碼。引進補碼的作用是為了讓計算機更方便做減法。

例如:按時間12個小時來算,現在的準確時間是4點,有一個表顯示的是7點,如果要校準時間,我們可以將時針退7-4=3格,也可以向前撥12-3=9格,計算機做減法就可以轉化成-3=+9,這樣可以簡化計算機的硬體裝置去做複雜的減法。

然而得到補碼的定義:正數時仍為正,而負數x求補要從2減去|x|。本就為了簡化減法引進的補碼,結果在求補的過程中還是出現減法。

這樣,再引進了反碼錶示法方便求補。補碼反碼就是為了簡化減法而來的,將減號化為負數,再將負數化為補碼求加法,跟正數沒關係。所以不管是正整數還是正小數,原碼,反碼,補碼都全部相同。

原碼是一種計算機中對數字的二進位制定點的表示方法。原碼是指一個二進位制數左邊加上符號位後所得到的碼,且當二進位制數大於0時,符號位為0;二進位制數小於0時,符號位為1;二進位制數等於0時,符號位可以為0或1。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。

數值位表示真值的絕對值。凡不足n-1位的,小數在最低位右邊加零;整數則在最高位左邊加零以補足n-1位。**中的小數點”.

”是在書寫時為了清晰起見加上去的,在機器中並不出現。

補碼在計算機系統中,數值一律用補碼來表示和儲存。原因在於,使用補碼,可以將符號位和數值域統一處理;同時,加法和減法也可以統一處理。此外,補碼與原碼相互轉換,其運算過程是相同的,不需要額外的硬體電路。

計算機中的符號數有三種表示方法,即原碼、反碼和補碼。三種表示方法均有符號位和數值位兩部分,符號位都是用0表示“正”,用1表示“負”,而數值位,三種表示方法各不相同。對於計算機,其概念和方法完全一樣。

n位計算機,設n=8,所能表示的最大數是11111111,若再加1成為100000000(9位),但因只有8位,最高位1自然丟失。又回了00000000,所以8位二進位制系統的模為2^8。在這樣的系統中減法問題也可以化成加法問題,只需把減數用相應的補數表示就可以了。

把補數用到計算機對數的處理上,就是補碼。

反碼是數值儲存的一種,但是由於補碼更能有效表現數字在計算機中的形式,所以多數計算機都不採用反碼錶示數。

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