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二进制原始编码(原码)是计算机中用于表示有符号整数的基础编码方式,其核心规则如下:
一、基本定义
原码采用二进制位表示法,最高位为符号位:
- `0` 表示正数
- `1` 表示负数
其余位表示数值的大小。
正数与负数表示
- 正数:符号位为 `0`,其余位直接表示数值。例如,十进制 `5` 的原码为 `00000101`。 - 负数:符号位为 `1`,其余位为数值的绝对值二进制表示。例如,十进制 `-5` 的原码为 `10000011`。
二、应用限制
运算复杂性:
原码无法统一定义加减法等运算规则,需单独处理符号位,易导致计算错误。- 零的表示不唯一:存在 `+0`(全0)和 `-0`(全1)两种表示,增加编码复杂性。
三、示例解析
以8位二进制数 `10000011` 为例:
原码解析
- 符号位 `1` 表示负数,后7位 `0000011` 转换为十进制 `3`,因此原码表示 `-3`。2. 补码计算
- 反码:除符号位外逐位取反,得到 `11111100`。 - 补码:反码加1,得到 `11111101`,对应十进制 `-125`。
四、总结
原码直观易懂,但运算效率低且存在表示缺陷,因此计算机多采用补码等更优编码方式。理解原码是掌握二进制基础的关键步骤。