數據源碼補碼
⑴ 原碼、反碼、補碼
請我給你的詳解:原碼、補碼和反碼
(1)原碼表示法
原碼表示法是機器數的一種簡單的表示法。其符號位用0表示正號,用:表示負號,數值一般用二進制形式表示。設有一數為x,則原碼表示可記作〔x〕原。
例如,X1= +1010110
X2= 一1001010
其原碼記作:
〔X1〕原=[+1010110]原=01010110
〔X2〕原=[-1001010]原=11001010
原碼表示數的范圍與二進制位數有關。當用8位二進制來表示小數原碼時,其表示範圍:
最大值為0.1111111,其真值約為(0.99)10
最小值為1.1111111,其真值約為(一0.99)10
當用8位二進制來表示整數原碼時,其表示範圍:
最大值為01111111,其真值為(127)10
最小值為11111111,其真值為(-127)10
在原碼表示法中,對0有兩種表示形式:
〔+0〕原=00000000
[-0] 原=10000000
(2)補碼表示法
機器數的補碼可由原碼得到。如果機器數是正數,則該機器數的補碼與原碼一樣;如果機器數是負數,則該機器數的補碼是對它的原碼(除符號位外)各位取反,並在未位加1而得到的。設有一數X,則X的補碼表示記作〔X〕補。
例如,[X1]=+1010110
[X2]= 一1001010
[X1]原=01010110
[X1]補=01010110
即 [X1]原=[X1]補=01010110
[X2] 原= 11001010
[X2] 補=10110101+1=10110110
補碼表示數的范圍與二進制位數有關。當採用8位二進製表示時,小數補碼的表示範圍:
最大為0.1111111,其真值為(0.99)10
最小為1.0000000,其真值為(一1)10
採用8位二進製表示時,整數補碼的表示範圍:
最大為01111111,其真值為(127)10
最小為10000000,其真值為(一128)10
在補碼表示法中,0隻有一種表示形式:
[+0]補=00000000
[+0]補=11111111+1=00000000(由於受設備字長的限制,最後的進位丟失)
所以有[+0]補=[+0]補=00000000
(3)反碼表示法
機器數的反碼可由原碼得到。如果機器數是正數,則該機器數的反碼與原碼一樣;如果機器數是負數,則該機器數的反碼是對它的原碼(符號位除外)各位取反而得到的。設有一數X,則X的反碼表示記作〔X〕反。
例如:X1= +1010110
X2= 一1001010
〔X1〕原=01010110
[X1]反=〔X1〕原=01010110
[X2]原=11001010
[X2]反=10110101
反碼通常作為求補過程的中間形式,即在一個負數的反碼的未位上加1,就得到了該負數的補碼。
例1. 已知[X]原=10011010,求[X]補。
分析如下:
由[X]原求[X]補的原則是:若機器數為正數,則[X]原=[X]補;若機器數為負數,則該機器數的補碼可對它的原碼(符號位除外)所有位求反,再在未位加1而得到。現給定的機器數為負數,故有[X]補=[X]原十1,即
[X]原=10011010
[X]反=11100101
十) 1
[X]補=11100110
例2. 已知[X]補=11100110,求〔X〕原。
分析如下:
對於機器數為正數,則〔X〕原=〔X〕補
對於機器數為負數,則有〔X〕原=〔〔X〕補〕補
現給定的為負數,故有:
〔X〕補=11100110
〔〔X〕補〕反=10011001
十) 1
〔〔X〕補〕補=10011010=〔X〕原
或者說:
數在計算機中是以二進制形式表示的。
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(最高位溢出了,符號位變成了0)
有人會問
10000000這個補碼表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位補碼能表示的范圍是
-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
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。
反碼表示法規定: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。
補碼表示法規定: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。
假設有一 int 類型的數,值為5,那麼,我們知道它在計算機中表示為:
00000000 00000000 00000000 00000101
5轉換成二制是101,不過int類型的數佔用4位元組(32位),所以前面填了一堆0。
現在想知道,-5在計算機中如何表示?
在計算機中,負數以其正值的補碼形式表達。
什麼叫補碼呢?這得從原碼,反碼說起。
原碼:一個整數,按照絕對值大小轉換成的二進制數,稱為原碼。
比如 00000000 00000000 00000000 00000101 是 5的 原碼。
反碼:將二進制數按位取反,所得的新二進制數稱為原二進制數的反碼。
取反操作指:原為1,得0;原為0,得1。(1變0; 0變1)
比如:將00000000 00000000 00000000 00000101每一位取反,得11111111 11111111 11111111 11111010。
稱:11111111 11111111 11111111 11111010 是 00000000 00000000 00000000 00000101 的反碼。
反碼是相互的,所以也可稱:
11111111 11111111 11111111 11111010 和 00000000 00000000 00000000 00000101 互為反碼。
補碼:反碼加1稱為補碼。
也就是說,要得到一個數的補碼,先得到反碼,然後將反碼加上1,所得數稱為補碼。
比如:00000000 00000000 00000000 00000101 的反碼是:11111111 11111111 11111111 11111010。
那麼,補碼為:
11111111 11111111 11111111 11111010 1 = 11111111 11111111 11111111 11111011
所以,-5 在計算機中表達為:11111111 11111111 11111111 11111011。轉換為十六進制:0xFFFFFFFB。
再舉一例,我們來看整數-1在計算機中如何表示。
假設這也是一個int類型,那麼:
1、先取1的原碼:00000000 00000000 00000000 00000001
2、得反碼: 11111111 11111111 11111111 11111110
3、得補碼: 11111111 11111111 11111111 11111111
正數的原碼,補碼,反碼都相同,都等於它本身
負數的補碼是:符號位為1,其餘各位求反,末位加1
反碼是:符號位為1,其餘各位求反,但末位不加1
也就是說,反碼末位加上1就是補碼
1100110011 原
1011001100 反 除符號位,按位取反
1011001101 補 除符號位,按位取反再加1
正數的原反補是一樣的
在計算機中,數據是以補碼的形式存儲的:
在n位的機器數中,最高位為符號位,該位為零表示為正,為1表示為負;
其餘n-1位為數值位,各位的值可為0或1。
當真值為正時:原碼、反碼、補碼數值位完全相同;
當真值為負時: 原碼的數值位保持原樣,
反碼的數值位是原碼數值位的各位取反,
補碼則是反碼的最低位加一。
注意符號位不變。
如:若機器數是16位:
十進制數 17 的原碼、反碼與補碼均為: 0000000000010001
十進制數-17 的原碼、反碼與補碼分別為:1000000000010001、1111111111101110、1111111111101111
⑵ 原碼,反碼,補碼的編碼規則
關於原碼反碼補碼,您可以借本
《計算機組成原理》看看計算機中數據的表示形式。
首先更正下樓上的說法,正數的原碼反碼補碼都相同,即0011的反碼也為0011
!!切記
舉例來說:對於正數3,其二進制形式為
0011,我們把
0011成為成為真值,在計算機中用0或1表示正負號,那麼
0011在計算機中原碼可以表示為00011(第一位為符號位)。反碼補碼不變。
對於負數,反碼即按位取反,比如10011可表示-3,10011為原碼,那麼符號位不變,其餘位按位取反即反碼11100.
補碼的存在是為了簡化計算的,其符號位一起參加運算,從而對於減法可轉化為加法。補碼的實質就是mod2。比如我們的鍾表是mod12的,那麼14點鍾我們也可以說是下午2點。獲得補碼的方法是「按位取反,末位加1」那麼10011的補碼便是11101.。。。。。。。。。。
機器數即數值在計算機中的表示形式。
不知您明白了嗎?
⑶ 計算機內部如何存儲數據,關於源碼、補碼的問題!
源碼,反碼,補碼是計算機原理的術語。說白了就是為了理解計算機2進制用的。對於C/C++來說,是和數據類型有關的。整型(包括
char
,short,
int,
long)都是用補碼方式表示有符號數的。
無符號數是使用源碼方式表示的。float和double類型是使用階碼移碼方式存儲數據的。
計算機內部是2進制存儲的,吧一個存儲看作一定類型的數據,就對應著這種類型的計算。
如果沒有類型作為依託,你的假設就不成立了,所以不能說它到底表示是幾。
如果是整型類型,因為第一個位是0,所以不論有符合還是無符號,它都是一個正數;那麼可以認為它表示十進制數字18
⑷ 原碼反碼補碼的意義
問題一:原碼、補碼和反碼的概念??? 數在計算機中是以二進制形式表示的。
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(最高位溢出了,符號位變成了0)
有人會問
10000000這個補碼表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位補碼能表示的范圍是
-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。
反碼表示法規定: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。
補碼表示法規定: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。
......>>
問題二:補碼與反碼有什麼用處? 在現在的計算機中,用補碼表示有符號數,其計算方法,和無符號數的計算方法相同,所以可以共用一個運算器。
因此,在計算機里弧,通用的是補碼。
原碼和反碼,都是用於求補碼的中間過程,一般都是寫在紙面上,並不存入計算機。
問題三:計算機的原碼,反碼,補碼是怎麼回事?可以舉例說明嗎? 計算機以二進制補碼存儲數據
以16位機器為例:
比如83的二進制碼為:0000 0000 0101 0011
由於正數的源碼、反嗎、補碼,上面的既是源碼,也是反碼和補碼
下面通過負數講解源碼、反碼、補碼之間的關系
以-83為例
先求出-83絕對值的源碼:0000 0000 0101 0011
計算機區分正負數通過判斷最高位符號位,1為負數、0為正數
那麼-83的源碼為:1000 0000 0101 0011
反碼在源碼基礎上按位取反,符號位不變:1111 1111 1010 1100
補碼在反碼的基礎上加1:111場 1111 1010 1101
補碼轉源碼:補碼基礎上按位取反後加一,符號位在取反時不變,加一時最高位符號位有進位的,進位忽略
取反:1000 0000 0101 0010
加1:1000 0000 0101 0011
問題四:原碼,反碼和補碼表示的規則分別是什麼 一. 機器數和真值
在學習原碼, 反碼和補碼之前, 需要先了解機器數和真值的概念.
1、機器數
一個數在計算機中的二進製表示形式, 叫做這個數的機器數。機器數是帶符號的,在計算機用一個數的最高位存放符號, 正數為0, 負數為1.
比如,十進制中的數 +3 ,計算機字長為8位,轉換成二進制就是00000011。如果是 -3 ,就是 10000011 。
那麼,這里的 00000011 和 10000011 就是機器數。
2、真值
因
為第一位是符號位,所以機器數的形式值就不等於真正的數值。例如上面的有符號數 10000011,其最高位1代表負,其真正數值是 -3
而不是形式值131(10000011轉換成十進制等於131)。所以,為區別起見,將帶符號位的機器數對應的真正數值稱為機器數的真值。
例:0000 0001的真值 = +000 0001 = +1,1000 0001的真值 = C000 0001 = C1
二. 原碼, 反碼, 補碼的基礎概念和計算方法.
在探求為何機器要使用補碼之前, 讓我們先了解原碼, 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存儲. 原碼, 反碼, 補碼是機器存儲一個具體數字的編碼方式.
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位二進制數的取值范圍就是:
[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
可見如果一個反碼表示的是負數, 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, 補碼表示方式也是人腦無法直觀看出其數值的. 通常也需要轉換成原碼在計算其數值.
問題五:原碼反碼和補碼區別 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,如
[+1]原 = 0000 0001
[-1]原 = 1000 0001
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
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
正數的源碼,反碼,補碼都一樣
問題六:相對於原碼和反碼,補碼表示法有什麼優點和缺點 原碼表示法是機器數的一種簡單的表示法。其符號位用0表示正號,用:表示負號,數值一般用二進制形式表示。
機器數的反碼可由原碼得到。如果機器數是正數,則該機器數的反碼與原碼一樣;如果機器數是負數,則該機器數的反碼是對它的原碼(符號位除外)各位取反而得到的。
機器數的補碼可由原碼得到。如果機器數是正數,則該機器數的補碼與原碼一樣;如果機器數是負數,則該機器數的補碼是對它的原碼(除符號位外)各位取反,並在未位加1而得到的。
如果是為了考試,死記即可。但我總想搞清楚為什麼計算機裡面的數要這樣子表達?意義何在?-128的補碼為什麼是10000000?為什麼補碼有這么奇怪的運算規則?計算機算減法的時候都需要從源碼到補碼的計算嗎?
思路
google了一下,看到了這樣一篇文章,注意到文中關於補碼來歷的描述,可以總結如下:
計算機裡面,只有加法器,沒有減法器,所有的減法運算,都必須用加法進行。
用補數代替原數,可把減法轉變為加法。出現的進位就是模,此時的進位,就應該忽略不計。
二進制下,有多少位數參加運算,模就是在 1 的後面加上多少個 0。
補碼就是按照這個要求來定義的:正數不變,負數即用模減去絕對值。
補充解釋一下「模」的概念(不準確):
考慮時鍾上時間的計算,假設現在時針指向數字3,若問「6小時前時針指向的數字是幾」,則可以:
1. 將時針逆時針撥動6格。
2. 將時針順時針撥動12 - 6 = 6格。
兩者的結果是一樣的。這里稱12為「模」。
故有 3時 - 6個小時 = 3時 + (12 - 6個小時),這里可以看到將減法轉換成加法的過程,即「加上模減去絕對值的差」。
所以,假設模是10,有效位數為1,當我們計算 9 - 7 的時候:
9 - 7 => 9 + (10 - 7) = 12,去掉最高的位後,得到2,這是正確的結果。
作者的意思是說,計算機裡面所有數都以補碼形式保存,加減運算都是補碼之間的加法運算。然後作者提出了一個我之前沒聽過的觀點:
補數 和 補碼的定義式 裡面,根本就沒有什麼符號位。這最高位的1、0是自然出現的,並不是由人來規定的。
的確,符號位在補碼運算裡面是「模」,本身並不帶符號的意義。因為計算機將加法轉換成加上一個「負數」,而負數又以補碼的形式表現。補碼比源碼多一位,從這多出來的一位可以推斷出原來數字的正負號,所以成為了符號位。也可以這樣認為,留出一位(不全部占滿)的原因是要用「模」來表示正負數。
也就是說,不是特意留出一個符號位,用1和0來表示正負號。而是補碼運算可以用最高位來表示正負,所以符號位誕生了。
那麼為什麼-128的補碼是10000000?可以這樣理解。-128是一個負數,所以它的補碼是它的「模」減去它的絕對值,即:
100000000 - 10000000 = 10000000
那麼為什麼負數補碼等於源碼的反碼加一呢?可以這樣推導:
100000000 - 10000000
= (11111111 + 00000001) - 10000000
= 11111111 - 10000000 + 1
= 01111111 + 1 反碼加一
= 10000000
由此我們得知,在計算機裡面所有的數字都以補碼形式存儲。127存成01111111,-127存成11111111,算減法就變成算加法了,盡管你看到的是「-」號。...>>
問題七:c語言中的原碼,反碼,補碼有什麼作用,是用來做什麼的 計算機中的整數類都是用補碼來存儲的。
而C語言中不需要關心原反補碼!