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二进制有符号运算(二进制符号位1是正还是负)

二进制有符号运算
在二进制有符号运算中,数字使用二进制代码表示,该代码包括一个符号位和一个数值位。 符号位指示数字的符号(正或负),而数值位表示数字的值。
要素:
符号位:最高有效位(MSB),表示数字的符号。 0 表示正数,1 表示负数。
数值位:剩余的位,表示数字的绝对值。
补码表示:负数使用补码表示,其中最高位为 1,其余位取反。
溢出:当结果太大或太小而无法表示在分配的位数中时发生。
示例:
8 位有符号整数:
| 符号位 | 数值位 | 十进制值 |
|---|---|---|
| 0 | 00000000 | 0 |
| 0 | 00000001 | 1 |
| 0 | 11111111 | -1 |
| 1 | 00000000 | -0 (相同于 0) |
| 1 | 00000001 | -127 |
| 1 | 11111111 | -1 |
运算:
加法:将两个数字的数值位相加,符号位相同则相加,不同则相减,溢出由最高位检测。
减法:将减数的数值位取补码并将其添加到被减数中,溢出由最高位检测。
乘法:将乘数和被乘数的数值位相乘,符号位相乘得到结果的符号位。
除法:更复杂的运算,需要特殊算法(例如恢复除法)。
优势:
硬件实现简单
可以在计算机中直接表示负数
易于进行算术运算