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二进制编码格式根据应用场景不同,主要分为数值表示和指令编码两大类,具体如下:
一、数值表示编码格式
- 正数:符号位为0,其余位表示数值(如+7表示为0000111)
- 负数:符号位为1,其余位按位取反(如-7表示为10000000)
- 特殊数0:存在两种形式,+0为00000000,-0为10000000
反码
- 正数:与原码相同
- 负数:符号位为1,数值位按位取反(如-7的反码为11111111)
补码
- 正数:与原码相同
- 负数:反码加1(如-7的补码为10000001)
- 优势:简化加减法运算,避免借位
二、指令编码格式
在计算机体系结构中,指令通常通过二进制编码实现,例如:
指令集架构(ISA):
为每个指令分配固定长度的二进制码,如:
`LOAD`:00
`STORE`:01
`ADD`:10
`SUB`:11
寄存器编码:如R0用00表示,R1用01表示
三、其他常见场景
- ASCII:
7位二进制表示128个字符(如A=01000010)
- UTF-8:可变长度编码,支持多语言字符
- 二进制转八进制:
每3位二进制对应1位八进制(如1011002=548)
- 二进制转十进制:按权展开求和(如1011002=548)
四、示例
8位二进制数11010110
原码:11010110(-106)
反码:10101001
补码:10101010(-106)
通过以上格式,二进制数据既能表示数值,也能实现指令控制,是计算机系统的基础。