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二进制补码计算

时间:2025/8/26 5:36:39来源:https://blog.csdn.net/weixin_43277020/article/details/140363011 浏览次数:0次

基本知识

原码(Sign and Magnitude):原码是一种最简单的表示法,使用符号位和数值位来表示整数。

符号位:最高位是符号位,0表示正数,1表示负数。
数值位:剩下的位表示数值的大小。

反码(One’s Complement): 反码表示法是通过将数值位逐位取反来表示负数。

正数的反码:与其原码相同。
负数的反码:符号位为1,数值位逐位取反。

补码(Two’s Complement)

补码是计算机中最常用的表示法,通过在反码的基础上加1来表示负数。它解决了反码表示零有两个表示的问题,并且使加减法运算更为简便。

正数的补码:与其原码相同。
负数的补码:符号位为1,数值位逐位取反后加1。

乘法

正数和负数的乘法共4种情况:

  • 正正得正
  • 正负为负
  • 负正为负
  • 负负得正

正数乘正数

在这里插入图片描述常规运算即可。

负数乘正数

  • 负数写在被乘数的位置
  • 正数写在乘数的位置
  • 部分积需要符号扩展,扩展长度为2n
    在这里插入图片描述
  • 另一个例子:

8bit x 8bit = 16 bit
在这里插入图片描述

负数乘负数

4bit x 4bit = 8bit
在这里插入图片描述

  • 负数需要进行符号扩展
  • 符号位的计算单独处理

原理说明

对于 1 A N − 2 A N − 3 . . . A 0 1A_{N-2}A_{N-3}...A_0 1AN2AN3...A0表示的Nbit负数补码,其真实的值为 A = ( − 1 ) × 2 N − 1 + A N − 2 × 2 N − 2 + . . . + A 0 × 2 0 A = (-1)\times 2^{N-1} + A_{N-2}\times 2^{N-2} +...+ A_0 \times 2^0 A=(1)×2N1+AN2×2N2+...+A0×20。即 − 2 N − 1 -2^{N-1} 2N1加上除符号bit外将其余bit看成原码表示的值。例如。1011的4bit补码表示的实际值为 − 1 × 2 3 + 3 = − 5 -1\times 2^{3} + 3=-5 1×23+3=5

在补码的世界里,一个数乘(-1)等于求这个数的补码。

关键字:二进制补码计算

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