补码运算加减乘除原理是什么_计算机组成原理补码乘法运算

补码运算加减乘除原理是什么_计算机组成原理补码乘法运算首先我们来看为什么要使用补码运算法:         因为人脑可以知道第一位是符号位,在计算的时候我们会根据符号位,选择对真值区域的加减.(真值的概念在本文最开头).但是对于计算机,加减乘数已经是最基础的运算,要设计的尽量简单.计算机辨别"符号位"显然会让计算机的基础电路设计变得十分复杂!于是人们想出了将符号位也参与运算的方法.我们知道,根据运算法则减去一个正数等于加上一个负数…

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。如果您正在找激活码,请点击查看最新教程,关注关注公众号 “全栈程序员社区” 获取激活教程,可能之前旧版本教程已经失效.最新Idea2022.1教程亲测有效,一键激活。

Jetbrains全系列IDE使用 1年只要46元 售后保障 童叟无欺
首先我们来看为什么要使用补码运算法: 

        因为人脑可以知道第一位是符号位, 在计算的时候我们会根据符号位, 选择对真值区域的加减. (真值的概念在本文最开头). 但是对于计算机, 加减乘数已经是最基础的运算, 要设计的尽量简单. 计算机辨别”符号位”显然会让计算机的基础电路设计变得十分复杂! 于是人们想出了将符号位也参与运算的方法. 我们知道, 根据运算法则减去一个正数等于加上一个负数, 即: 1-1 = 1 + (-1) = 0 , 所以机器可以只有加法而没有减法, 这样计算机运算的设计就更简单了. 

        于是人们开始探索 将符号位参与运算, 并且只保留加法的方法. 首先来看原码: 计算十进制的表达式: 1-1=0 

1 – 1 = 1 + (-1) = [00000001]原 + [10000001]原 = [10000010]原 = -2 。如果用原码表示, 让符号位也参与计算, 显然对于减法来说, 结果是不正确的.这也就是为何计算机内部不使用原码表示一个数. 为了解决原码做减法的问题, 出现了反码: 计算十进制的表达式: 1-1=0     表达式1 – 1 = 1 + (-1) = [0000 0001]原 + [1000 0001]原= [0000 0001]反 + [1111 1110]反 = [1111 1111]反 = [1000 0000]原 = -0 

        发现用反码计算减法, 结果的真值部分是正确的. 而唯一的问题其实就出现在”0″这个特殊的数值上. 虽然人们理解上+0和-0是一样的, 但是0带符号是没有任何意义的. 而且会有[0000 0000]原和[1000 0000]原两个编码表示0. 于是补码的出现, 解决了0的符号以及两个编码的问题: 表达式1-1 = 1 + (-1) = [0000 0001]原 + [1000 0001]原 = [0000 0001]补 + [1111 1111]补 = [0000 0000]补=[0000 0000]原  。这样0用[0000 0000]表示, 而以前出现问题的-0则不存在了.而且可以用[1000 0000]表示-128:      

接下来我们来看补码运算原理: 

        在计算机里,如果我们要计算5-3的值,我们既可以用5减去3,也可以用5加上13。这是为什么呢? 

这就像我们的钟表,它从1点走到12点之后,又回到了1点。我们的计算机也是,从0走到15之后,再往下走就又回到了0,就像我们转了一个圈一样。我们从5这个位置往回退3个格,就完成了5-3这个计算。我们也可以从5这个位置往前走,一直走到15,这时我们走了10个格,然后我们继续往前走,走到0,然后到1,然后就走到了2。这样,我们往前走了13个格之后,也到了2这个位置。 

        所以说,在我们这个计算机中,减3和加13是一样的。而3+13=16,我们说在模16的系统下,3和13是互补的。 

这样,我们计算5-3就可以换成5+13。3的二进制表示为0011,5的二进制表示为0101。这样,0101-0011就可以表示为0101+(-0011)。 

        我们在计算机中都是把负数用其补码表示,-0011的补码就是10000-0011(即16-3,也就是13)。10000-0011=1+1111-0011=1+(1111-0011)=1+1100=1101。

    我们总说补码是“按位取反再加一”,看了上面这个式子相信大家就会明白了,其实就是把10000-0011换成了1111-0011再加1的形式。然后,0101-0011就换成了0101+1101,它们计算出来的结果为10010。由于我们的计算机只有四个bit,所以结果为0010。即,在模16的计算机中,5-3=5+13=2。 

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-用户IM,转载请注明出处:https://javaforall.cn/193430.html原文链接:https://javaforall.cn

【正版授权,激活自己账号】: Jetbrains全家桶Ide使用,1年售后保障,每天仅需1毛

【官方授权 正版激活】: 官方授权 正版激活 支持Jetbrains家族下所有IDE 使用个人JB账号...

(0)


相关推荐

  • C / C++ 保留两位小数(setprecision(n)的一些用法总结)「建议收藏」

    C / C++ 保留两位小数(setprecision(n)的一些用法总结)「建议收藏」  做题遇到保留两位小数的题目,课本上写的又多又杂,网上查来的也是一堆内容需要筛选,눈_눈还是自己总结一下吧。  首先说C++代码#include<iomanip>//不要忘了头文件//第一种写法cout<<setiosflags(ios::fi

  • 51单片机视频教程下载

    51单片机视频教程下载链接:https://pan.baidu.com/s/1k-utjXO8L5WPxnBWS9mnxw提取码:ylaj以上是本人精心整理的【电子全能资料包】,内含单片机视频教程,整个开发工具包,以及电子书、单片机例程等等…

  • 面试 SQL整理 常见的SQL面试题:经典50题

    面试 SQL整理 常见的SQL面试题:经典50题目录​SQL基础知识整理:常见的SQL面试题:经典50题三、50道面试题2.汇总统计分组分析3.复杂查询sql面试题:topN问题4.多表查询【面试题类型总结】这类题目属于行列如何互换,解题思路如下:其他面试题:SQL基础知识整理:select查询结果如:[学号,平均成绩:组函数avg(成绩)]from从哪张表中查找数…

  • Databus for Mysql

    Databus for Mysql首先准备Mysql环境,本次使用的Mysql版本是5.7root/Welcome_1:33061.配置mysqlmysql需要配置的有三点:开启binlog,设置binlog格式为ROW(mysql5.7版本默认格式就是ROW,所以这里我没有更改)禁用binlog_checksum开启binlog的方法:vim/etc/my.cnf##添加如下内容:server-id…

    2022年10月16日
  • js实现阶乘算法的三种方法

    js实现阶乘算法的三种方法js实现阶乘算法的三种方法//非递归写法functionf(n){if(0===n){return1;}letres=1;for(leti=1;i<=n;++i){res*=i;}returnres;}//递归写法functiong(n…

  • Pycharm 调试代码显示错误行_pycharm远程调试

    Pycharm 调试代码显示错误行_pycharm远程调试pycharm调试scrapy问题:Unknowncommand:crawl

    2022年10月30日

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。

关注全栈程序员社区公众号