原码反码补码及求法

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1、在计算机系统中,数值一律用补码来表示(存储)。

主要原因:使用补码,可以将符号位和其它位统一处理;同时,减法也可按加法来处理。另外,两个用补码表示的数相加时,如果最高位(符号位)有进位,则进位被舍弃。

2、补码与原码的转换过程几乎是相同的。

数值的补码表示也分两种情况: (1)正数的补码:与原码相同。 例如,+9的补码是00001001。

(2)负数的补码:符号位为1,其余位为该数绝对值的原码按位取反;然后整个数加1。

例如,-7的补码:因为是负数,则符号位为“1”,整个为10000111;其余7位为-7的绝对值+7的原码0000111按位取反为1111000;再加1,所以-7的补码是11111001。

已知一个数的补码,求原码的操作分两种情况:

(1)如果补码的符号位为“0”,表示是一个正数,所以补码就是该数的原码。 (2)如果补码的符号位为“1”,表示是一个负数,求原码的操作可以是:符号位为1,其余各位取反,然后再整个数加1。

例如,已知一个补码为11111001,则原码是10000111(-7):因为符号位为“1”,表示是一个负数,所以该位不变,仍为“1”;其余7位1111001取反后为0000110;再加1,所以是10000111。

补码只不过是用来表示带符号数而已.补码的原则是: 正数的补码是其本身,也就是原码.

负数的补码是各位取反后加1.也就是其反码加1.

+0的补码就是其原码,也就是说是0000 0000而已(对于8位来说)

-0的补码是其反码加1,其反码是1111 1111,当然,其反码加1后就是溢出一个进位后,仍然是0000 0000. 0只有1种补码

正数的原码、反码、补码是同一个数 0正1负

3、“模”是指一个计量系统的计数范围。

如时钟等。计算机也可以看成一个计量机器,它也有一个计量范围,即都存在一个“模”。例如:

时钟的计量范围是0~11,模=12。

表示n位的计算机计量范围是0~2(n)-1,模=2(n)。【注:n表示指数】 “模”实质上是计量器产生“溢出”的量,它的值在计量器上表示不出来,计量器上只能表示出模的余数。任何有模的计量器,均可化减法为加法运算。例如: 假设当前时针指向10点,而准确时间是6点,调整时间可有以下两种拨法:一种是倒拨4小时,即:10-4=6 另一种是顺拨8小时:10+8=12+6=6

在以12模的系统中,加8和减4效果是一样的,因此凡是减4运算,都可以用加8来代替。

对“模”而言,8和4互为补数。实际上以12模的系统中,11和1,10和2,9和3,7和5,6和6都有这个特性。共同的特点是两者相加等于模。 对于计算机,其概念和方法完全一样。n位计算机,设n=8, 所能表示的最大数是11111111,若再加1称为100000000(9位),但因只有8位,最高位1自然丢失。又回了00000000,所以8位二进制系统的模为2(8)。 在这样的系统中减法问题也可以化成加法问题,只需把减数用相应的补数表示就可以了。

4、把补数用到计算机对数的处理上,就是补码。

反码 在计算机内,定点数有3种表示法:原码、反码和补码。

所谓原码就是前面所介绍的二进制定点表示法,即最高位为符号位,“0”正,“1”负,其余位表示数值的大小。

反码表示法规定:正数的反码与其原码相同;负数的反码是对其原码逐位取反,但符号位除外。

补码表示法规定:正数的补码与其原码相同;负数的补码是在其反码的末位加1。 1、原码、反码和补码的表示方法

(1) 原码:在数值前直接加一符号位的表示法。 例如: 符号位 数值位 [+7]原= 0 0000111 B [-7]原= 1 0000111 B

注意:a. 数0的原码有两种形式: [+0]原=00000000B [-0]原=10000000B b. 8位二进制原码的表示范围:-127~+127 (2)反码:

正数:正数的反码与原码相同。

负数:负数的反码,符号位为“1”,数值部分按位取反。 例如: 符号位 数值位 [+7]反= 0 0000111 B [-7]反= 1 1111000 B

注意:a. 数0的反码也有两种形式,即 [+0]反=00000000B [- 0]反=11111111B

b. 8位二进制反码的表示范围:-127~+127 (3)补码的表示方法

1)模的概念:把一个计量单位称之为模或模数。例如,时钟是以12进制进行计数循环的,即以12为模。在时钟上,时针加上(正拨)12的整数位或减去(反拨)12的整数位,时针的位置不变。14点钟在舍去模12后,成为(下午)2点钟(14=14-12=2)。从0点出发逆时针拨10格即减去10小时,也可看成从0点出发顺时针拨2格(加上2小时),即2点(0-10=-10=-10+12=2)。因此,在模12的前提下,-10可映射为+2。由此可见,对于一个模数为12的循环系统来说,加2和减10的效果是一样的;因此,在以12为模的系统中,凡是减10的运算都可以用加2来代替,这就把减法问题转化成加法问题了(注:计算机的硬件结构中只有加法器,所以大部分的运算都必须最终转换为加法)。10和2对模12而言互为补数。

同理,计算机的运算部件与寄存器都有一定字长的限制(假设字长为8),因此它的运算也是一种模运算。当计数器计满8位也就是256个数后会产生溢出,又从头开始计数。产生溢出的量就是计数器的模,显然,8位二进制数,它的模数为28=256。在计算中,两个互

补的数称为“补码”。 2)补码的表示:

正数:正数的补码和原码相同。

负数:负数的补码则是符号位为“1”,数值部分按位取反后再在末位(最低位)加1。也就是“反码+1”。 例如: 符号位 数值位 [+7]补= 0 0000111 B [-7]补= 1 1111001 B

补码在微型机中是一种重要的编码形式,请注意:

a. 采用补码后,可以方便地将减法运算转化成加法运算,运算过程得到简化。正数的补码即是它所表示的数的真值,而负数的补码的数值部份却不是它所表示的数的真值。采用补码进行运算,所得结果仍为补码。

b. 与原码、反码不同,数值0的补码只有一个,即 [0]补=00000000B。

c. 若字长为8位,则补码所表示的范围为-128~+127;进行补码运算时,应注意所得结果不应超过补码所能表示数的范围。 2.原码、反码和补码之间的转换

由于正数的原码、补码、反码表示方法均相同,不需转换。 在此,仅以负数情况分析。 (1) 已知原码,求补码。

例:已知某数X的原码为10110100B,试求X的补码和反码。

解:由[X]原=10110100B知,X为负数。求其反码时,符号位不变,数值部分按位求反;求其补码时,再在其反码的末位加1。 1 0 1 1 0 1 0 0 原码

1 1 0 0 1 0 1 1 反码,符号位不变,数值位取反 1 +1

1 1 0 0 1 1 0 0 补码

故:[X]补=11001100B,[X]反=11001011B。 (2) 已知补码,求原码。

分析:按照求负数补码的逆过程,数值部分应是最低位减1,然后取反。但是对二进制数来说,先减1后取反和先取反后加1得到的结果是一样的,故仍可采用取反加1 有方法。

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