计算机的算术运算(加减法)

原理很简单,但是每次看到书上写补码什么的内容和有人问起这个问题的时候,原理是啥就完全忘记了。。
所以特写一片让未来的自己想起来。

冯诺伊曼精通多个领域,才设计出这样的原理

1,同余
在钟表里一共有12小时,不停轮转,从三点到六点可以两种调法,一是顺时针三小时,二是逆时针九小时。
换就话说,在这个模型中,二者是等价相等的,+3=-9(mod12)要计算时只要取(12-9)=3

在计算机里 二进制也是如此 3=–(16-3)(mod16)也就是3=–13(mod16)这个过程恰好是取反加一,例子见下
(ps,八进制和2的N次幂都是取反加一)

                                               1111-1101                           //15-13
                                              =1111+(10000-1101)       //15+(16-13)
                                              =1111+((1111+0001)-1101)
                                              =1111+((1111-1101)+0001)    //取反再加一
                                              =10011
                                              =0011                                    //溢出舍掉

这样计算减法时,就可以做等效代换 5-3=5-(-(3取反加一))=5+(3取反加一)了

然后关于有符号位, 既然现在能用表达负数了,那就先用完善整个坐标系,分配工作是这样的。计算机的算术运算(加减法)_第1张图片

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