1樓:匿名使用者
在一個位元組裡的,原碼的我已經知道了:最大的是01111111;最小的是11111111。想知道反碼和補碼最大的和最小的
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.
2樓:
請我給你的詳解:
原碼、補碼和反碼
(1)原碼錶示法
原碼錶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,數值一般用二進位制形式表示。設有一數為x,則原碼錶示可記作〔x〕原。
例如,x1= +1010110
x2= 一1001010
其原碼記作:
〔x1〕原=[+1010110]原=01010110
〔x2〕原=[-1001010]原=11001010
原碼錶示數的範圍與二進位制位數有關。當用8位二進位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位二進位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
在原碼錶示法中,對0有兩種表示形式:
〔+0〕原=00000000
[-0] 原=10000000
(2)補碼錶示法
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的補碼錶示記作〔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
補碼錶示數的範圍與二進位制位數有關。當採用8位二進位制表示時,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位二進位制表示時,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
在補碼錶示法中,0只有一種表示形式:
[+0]補=00000000
[+0]補=11111111+1=00000000(由於受裝置字長的限制,最後的進位丟失)
所以有[+0]補=[+0]補=00000000
(3)反碼錶示法
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的反碼錶示記作〔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
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。
假設有一 int 型別的數,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型別的數佔用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位制數,稱為原碼。
比如 00000000 00000000 00000000 00000101 是 5的 原碼。
反碼:將二進位制數按位取反,所得的新二進位制數稱為原二進位制數的反碼。
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。轉換為十六進位制: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型別,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,資料是以補碼的形式儲存的:
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:
十進位制數 17 的原碼、反碼與補碼均為: 0000000000010001
十進位制數-17 的原碼、反碼與補碼分別為:1000000000010001、1111111111101110、1111111111101111
原碼反碼補碼,計算機中負數的表示
一 對於正數,原碼和反碼,補碼都是一樣的,都是正數本身。對於負數,原碼是符號位為1,數值部分取x絕對值的二進位制。反碼是符號位為1,其它位是原碼取反。補碼是符號位為1,其它位是原碼取反,未位加1。也就是說,負數的補碼是其反碼未位加1。移碼就是將符號位取反的補碼 二 在計算機中,實際上只有加法運算,減...
最簡單的話概括含小數的值的原碼,反碼,補碼如何表達
化為2進位制是整數部分除以二知道變為1 小數部分乘以2直到變為1 符號位0表示正1表示負 正數 原碼 補碼 負數 原碼 正數部分 去掉負號 的二進位制值,且符號位 最左邊的位元位 為1 反碼 正數部分 去掉負號 的二進位制值,按位取反 補碼 反碼 1 小數點依舊用點 定點數所謂定點數是指小數點位置固...
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