嵌入式-原码、补码，反码的存储

目录

一.原码

1.1简介

1.2存储规则

二.补码

2.1简介

2.2存储规则

三.反码

3.1简介

3.2存储规则

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一.原码

1.1简介

    原码是一种表示带符号整数的编码方式。在原码表示中，最高位表示符号位，0表示正数，1表示负数，其余位表示数值的绝对值。例如，8位原码表示范围为-127到127。这种编码方式简单直观，易于理解和实现，但在进行数值运算时可能出现溢出和无法实现减法等问题。

1.2存储规则

    原码是计算机中用来表示带符号整数的一种编码方式。它的存储规则如下：

1. 原码由一个符号位和多个数值位组成，最高位为符号位，0表示正数，1表示负数，其余位表示数值部分。

2. 正数的原码与其二进制表示完全相同。

3. 负数的原码的数值位与其对应正数的原码相同，但符号位取反。

4. 原码的数值部分表示该整数的绝对值，与其数量级无关。

5. 原码在加减法运算中存在溢出和数值的对齐问题。

    原码的存储规则可以使计算机对正负数的加减法进行简单的处理，但在进行乘法、除法等运算时会引发一些问题，因此在计算机中一般采用补码或反码作为更为常用的表示方式。

二.补码

2.1简介

    补码是一种用于在计算机中表示有符号整数的方法。在补码表示中，最高位（最左边的位）用来表示符号位，0表示正数，1表示负数。对于正数，其补码就是其二进制表示本身。对于负数，其补码等于其绝对值的二进制表示取反后加1。通过使用补码表示，可以将有符号整数与无符号整数一样进行二进制运算，简化了计算机中整数的处理过程。补码的使用广泛应用于计算机中的算术运算和逻辑运算。

2.2存储规则

补码的存储规则可以总结如下：

1. 补码的位数与机器字长有关，通常为8位、16位、32位或64位等。比如，32位的补码就由32个比特位组成。

2. 对于正数，补码与原码相同，即最高位为0。

3. 对于负数，补码的表示方式略有不同。补码表示负数的方式是，将该负数的绝对值的二进制表示按位取反（0变1，1变0），再加上1。最高位为1表示负数。

4. 零的补码表示方式与原码的表示方式相同。

5. 补码中最高位被称为符号位，表示正负数。其他位数被称为数值位，表示数值大小。

6. 补码的加减法与无符号整数的加减法相同。在补码的加减法中，符号位的处理方式与数值位相同，即符号位也按位进行加减。

7. 补码的存储是以二进制形式存储的，可以通过直接存储补码来表示有符号整数。

补码的存储规则允许计算机在进行有符号整数运算时，使用同样的硬件电路和算法处理无符号整数和有符号整数。这种编码方式简化了运算器的设计和实现，提高了计算机的运算效率。

例如，我们要存储整数-5的补码：

1. 首先，将-5的绝对值转换成二进制。5的二进制表示为0000 0101。
2. 然后，将得到的二进制数取反，即1111 1010。
3. 最后，将取反后的结果加1，即1111 1011。这就是-5的补码，它表示负数-5。

三.反码

3.1简介

    反码是计算机中一种表示负数的方式。在反码表示法中，负数通过将其正数形式的每一位取反得到。对于一个n位的二进制数，如果最高位是1，则表示这是一个负数，需要对其余位进行取反，如果最高位是0，则表示这是一个正数，不需要进行取反。这样，反码表示法中的0有两个表示：+0（000...000）和-0（111...111）。

    反码表示法的一个特点是，它能够表示负零。正数的反码与其本身一致，而负数则需要在正数的基础上进行取反。这样，反码运算可以方便地进行加减运算，只需要将两个数的反码相加，然后再对结果取反即可。

3.2存储规则

反码是一种表示数字的编码方式，其存储规则如下：

1. 正数：正数的反码与其原码相同，即最高位为0，其余位表示数值大小。例如，+5的原码为00000101，反码也是00000101。

2. 负数：负数的反码与其原码规则有所不同。首先，最高位为1表示负数，其余位表示数值大小。其次，对于负数的反码来说，除最高位外，其余位取反。例如，-5的原码为10000101，反码为11111010。

3. 零：零的反码与其原码相同，即全为0。