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关于计算机数字表示原理的研究(原码,反码,补码)

2013-11-09 12:44 471 查看
        最近在做一个网络通信的模块,众所周知,在网络通信中,大部分大部分数值的表示范围都限于一个字节之内,而一个字节即8位,能够表示256个数字,但通信在传输的过程中都是二进制,即01010组合,这样的话,能够表示的数字位于0000 0000 到1111 1111 之间。8个0即是0,8个1 是255,所以在网络通信中表示意义的数字也就限于0到255之间,比如ip地址,最大255。

         网络通信中,数值的表示如下:(这里讲的是一个字节的表示)

                0000 0000     =  0

          0000 0001     = 1

          0000 0010     = 2

          0111 1110     = 126

          0111 1111     = 127

          1000 0000     = 128

          1000 0001     = 129

          1111 1110     = 254

          1111 1111     = 255         

        可是在java中用流进行读取数字时,存储的都是byte数组,而一个byte占用一个字节,但是表示的范围乃是-128到 127。这样在网络通信中用到的数字和byte就不是一致的,因此需要转换。故而就是因为这个需求,开始了我又重新都计算机存储数字做了一番研究(大学计算机原理学过),下面做个大致介绍。

        说先看原码,反码,补码的意思。

        原码就是二进制定点表示法,即最高位为符号位,“0”表示正,“1”表示负,其余位表示数值的大小。 

        反码表示法规定:正数的反码与其原码相同;负数的反码是对其原码逐位取反,但符号位除外。

        补码表示法规定:正数的补码与其原码相同;负数的补码是在其反码的末位加1。 

       

        在计算机中,数值一律采用补码表示,因为采用补码表示可以简化硬件的操作等等。

        这就涉及到补码的计算,以及负数的表示。

        规定:

                正数直接使用原码表示,负数用补码表示

        看例子:

               原码                          反码                     补码                           数值

         0000 0000               0000 0000              0000 0000                        0

               0000 0001               0000 0001              0000 0001                        1

         0000 0010               0000 0010              0000 0010                        2

         0111 1110               0111 1110              0111 1110                       126

               0111 1111               0111 1111              0111 1111                       127

         1000 0000               1000 0000              1000 0000                       -128

         1000 0001               1111 1110              1111 1111                        -1

         1000 0010               1111 1101              1111 1110                        -2

         1000 0011               1111 1100              1111 1101                        -3

         1111 1110               1000 0001              1000 0010                        -126

         1111 1111               1000 0000              1000 0001                        -127

                 

           -128 不存在原码 但是根据补码编排 又正好有个空可以放下,所以 -128 补码直接定义为 10000000 其实-128 看起来是占用的是 -0的位置(规定)。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
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