计算机为什么用补码存储数据?
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目录:
1、无符号数和有符号数的区别
2、原码,反码,补码
3、计算机为什么使用补码存储数据
1、无符号数和有符号数的区别
数据在计算机中都是以二进制串的形式存储!字节是内存的基本单位,计算机存储和管理数据以字节为最小单位(还有 字、双字)。
首先要分清无符号数和有符号数:
无符号数:无符号数就是没有正负号之分,表示的是自然数(自我理解)
有符号数:有符号数有正负号之分,在计算机中0表示正数,1表示负数
例:对于一个字节来讲
无符号数能表示的范围是:0~255
有符号数能表示的范围是:-127~128
注:其实对于相同字节数的无符号数和有符号数,它们能表示的数的个数是相同的,只是我们人为的赋予了不同给的含 义,使它能表示的范围有了改变。
2、原码,反码,补码
对于无符号数来讲它是没有原码,反码,补码之分的。(原码,反码,补码相同)
有符号数才有原码,反码,补码编码方式
数分为正数和负数两大类(计算机外部,也就是人为的区分)
正数的原码,反码,补码相同
负数的原码,反码,补码的相互转换规则是:负数的补码是原码取反加1(转换过程不设计符号位)
例1:负数-12(当然我以字节为单位存储)
原码:10001100
反码:11110011
补码:11110100(计算机存储的是补码,操作时都以补码操作)
例2:正数 12
原码:00001100
反码:00001100
补码:00001100
补充:不管是二进制,十进制,还是十六进制相加的规则是一样的“满则进1”。
3、计算机为什么使用补码存储数据
在计算机数据都是以补码的方式存储的,我认为原因主要以下两个(自我理解)
优点:
1.避免了0的编码有两个
2.符号位和有效值位可以一起处理,减法通过加法就可以实现,即简化了计算机的结构设计也提高了运算速度。
补:计算机的加减运算都是通过加法实现的,乘除运算都是通过乘法实现的(当然有的计算机有乘法器,有的计算 机无乘法器,乘法也是由加法器实现的)