【计算机组成原理】原码 反码 补码 移码的转换

发布于:2022-10-14 ⋅ 阅读:(417) ⋅ 点赞:(0)

原码 反码 补码 移码的转换

这三种机器码都是二进制数据的表现形式,可以表现正数和负数。

原码是可以直接表现出数据的正负和大小。

正数的原码、反码和补码都是相同的。

反码用于原码和补码的转换的功能。

而补码可以在计算机硬件内更好地实现一些带负号的运算。

使用补码可以使用8位二进制表示-27 ~27-1 的整数范围。

移码可以表现出数值的大小。

简记:符号不变,数值取反 ,末位加一,符号取反。

一、原码

原码由符号位和数值位表示。符号位为最左边的位,为0表示正数,为1表示负数。

最左边是符号位为0,剩余7位是数值位。

十进制整数14使用原码表示为:

# 最左边是符号位为0,剩余7位是数值位。
0000 1110

十进制整数-14使用原码表示:

# 最左边是符号位为1,剩余7位是数值位。
1000 1110

二、原码转反码

反码也是由符号位和数值位表示。符号位为最左边的位,为0表示正数,为1表示负数。

由于正数的原码与反码相同,这里仅讨论负数的转化。

符号位不变,数值位取反。

十进制整数-14使用原码表示:

# 最左边是符号位为1,剩余7位是数值位。
1000 1110

十进制整数-14使用反码表示:

# 最左边是符号位为1,剩余7位是数值位相较于原码取反。
1111 0001

三、原码转反码转补码

补码也是由符号位和数值位表示。符号位为最左边的位,为0表示正数,为1表示负数。

由于正数的原码与补码相同,这里仅讨论负数的转化。

符号不变,数值取反 ,末位加一。

十进制整数-14使用原码表示:

# 最左边是符号位为1,剩余7位是数值位。
1000 1110

十进制整数-14使用反码表示:

# 最左边是符号位为1,剩余7位是数值位相较于原码取反。
1111 0001

十进制整数-14使用补码表示:

# 最左边是符号位为1,剩余7位是数值位相较于补码加一。
1111 0010

四、原码转反码转补码转移码

移码可以直观的反应出其大小。

正数只需要进行末位加一操作。

负数需要进行四次操作:

符号不变,数值取反 ,末位加一,符号取反。

十进制整数-14使用原码表示:

# 最左边是符号位不变,剩余7位是数值位。
1000 1110

十进制整数-14使用反码表示:

# 最左边是符号位不变,剩余7位是数值位相较于原码取反。
1111 0001

十进制整数-14使用补码表示:

# 最左边是符号位不变,剩余7位是数值位相较于反码加一。
1111 0010

十进制整数-14使用移码表示:

# 最左边是符号位相较于补码取反,剩余7位是数值位不变。
0111 0010

各种码表示的数值大小

这里由于0有两种表现形式,因此将-0表示为-128,这样数据范围就为-128~127。

十进制(原码) 原码 反码 补码 移码
-0(-128) 1000 0000 1111 1111 1000 0000 0000 0000
-2^7-1 1111 1111 1000 0000 1000 0001 0000 0001
-2^7-2 1111 1110 1000 0001 1000 0010 0000 0002
-2 1000 0010 1111 1101 1111 1110 0111 1110
-1 1000 0001 1111 1110 1111 1111 0111 1111
+0 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000
1 0000 0001 0000 0001 0000 0001 1000 0001
2 0000 0010 0000 0010 0000 0010 1000 0010
2^7-2 0111 1110 0111 1110 0111 1110 1111 1110
2^7-1 0111 1111 0111 1111 0111 1111 1111 1111
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