计算机码制理解——原码

计算机码制深入理解——原码

序言

掌握编码制是理解计算机原理的基础知识。在学校的教学中，默认情况下教师通常仅教授不同编码之间的转换方法，并不涉及其中原因。只知道表面现象而不了解内在原理会妨碍深入学习计算机制的工作原理。因此本系列文章将致力于深入探讨原码、反码、补码及移码的本质。为了便于讨论我们将使用带有符号位固定精度整数来阐述这些概念以便更好地分析它们之间的关系及其在运算中的表现特点。

基础储备

1. 假设在计算机系统中采用n+1位(bit单位)来表示现实中的一个数量值。
2. 机器码（computer code）：数字在计算机中的二进制表示形式，在这种编码方式下，计算机存储和处理的是由0和1组成的n+1位序列。
3. 机器码具有两个主要特征：第一是实现了数据的符号化表示；第二是受限于机器字长决定了数值大小的最大范围。
**4. 其真值代表了实际想要表达的数据数值。例如，在n+1=8的情况下（其中最高位为符号位），正号用0表示；负号则用补码形式（如1000,1000）来表示-8这个数值，则对应的真值即为-8这个实际数值

原码设计思想

我们知道，在现代计算机系统中，默认的数据单位仅包含两个状态：0与1。假设每个存储单元拥有n+1个比特位。那么如何区分这些数值中的正负号呢