数值编码
原码、反码和补码是计算机中表示整数的三种编码方式,主要用于处理负数的表示和运算。以下是它们的简单解释:
- 原码(True Form)
原码是最直观的表示方法,它直接将一个数的符号和数值部分分别表示出来。
符号位:最高位为符号位,0表示正数,1表示负数。
数值位:其余位表示数值的绝对值。
举例:
假设使用8位二进制表示:
正数5的原码:0000 0101
负数5的原码:1000 0101
优点:
直观,容易理解。
缺点:
有两个表示零的方式:0000 0000(正零)和1000 0000(负零)。
加法和减法运算复杂,需要考虑符号位。 - 反码(One's Complement)
反码是对原码的一种改进,主要用于简化加法运算。
符号位:最高位仍然是符号位,0表示正数,1表示负数。
数值位:正数的反码与原码相同;负数的反码是将原码的数值位按位取反(0变1,1变0)。
举例:
假设使用8位二进制表示:
正数5的反码:0000 0101(与原码相同)
负数5的反码:1111 1010(原码1000 0101的数值位取反)
优点:
加法运算相对简单,但仍需要处理符号位。
缺点:
有两个表示零的方式:0000 0000(正零)和1111 1111(负零)。
需要额外的逻辑来处理加法和减法。 - 补码(Two's Complement)
补码是现代计算机中广泛使用的表示方法,它进一步简化了加法和减法运算。
符号位:最高位仍然是符号位,0表示正数,1表示负数。
数值位:正数的补码与原码相同;负数的补码是其反码加1。
举例:
假设使用8位二进制表示:
正数5的补码:0000 0101(与原码相同)
负数5的补码:1111 1011(反码1111 1010加1)
优点:
唯一表示零:只有0000 0000表示零。
加法和减法运算:可以直接用加法实现减法,无需考虑符号位。
溢出处理简单:溢出可以通过丢弃最高位的进位来处理。
缺点:
对于初学者来说,补码的计算过程可能稍显复杂。
4.补码的加法和减法
(1)加法:直接将两个数的补码相加,溢出位丢弃。
例如:5 + (-3):
5的补码:0000 0101
-3的补码:1111 1101
相加:0000 0101 + 1111 1101 = 0000 0010(结果为2)
(2)减法:将减法转换为加法。
例如:5 - 3:
5的补码: 0000 0101
-3的补码:1111 1101
相加:0000 0101 + 1111 1101 = 0000 0010(结果为2)
5.例题
(1)一个字长为8位的整数的补码是11111001,则它的原码是(D )。
A.00000111 B.01111001 C.11111001 D.10000111
解析:补码: 1111 1001 最高位是1,表明是负数。
反码: 1111 1000
原码: 1000 0111
(2)有符号二进制数11001000所表示的十进制数为___________ 。
A . -200 B. -72 C. 72 D . 200
解析:有符号数,最高位是1,所以是负数,排除CD选项。 这个二进制数转10进制。 12^3 + 12^6= 8+64=72, 答案选择 B。

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