计算机原码、反码、补码、机器数、真值、有符号数、无符号数等的区分与运算new

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1、在计算机的存储器中统一采用二进制数的方式进行数据存储。而编程中则综合使用二进制、八进制、十进制与十六进制的数据表示方法，程序编译后一般生成十六进制的可烧写文件，而烧写到存储器后最终在存储单元中存放的还是二进制形式。而二进制又有真值，原码，反码，补码，机器数，有符号数，无符号数，等诸多概念之分。故下面主要就二进制数（以整数为例，后面提到的数据皆指整数）的存储与运算过程中涉及到的一些概念与规则进行梳理。讲的主要是在计算机中的，以8位单片机为例，后面以32位ARM单片机指令举例。1有符号数和无符号数。数据首先分为有符号数和无符号数。对于无符号数来说，肯定指的0与正数，无负数之说，自然也无原码、反

2、码、补码之说，一般也不针对于无符号数讨论机器数、真值等概念。其存储方式与有符号数存储也无特别之处，具体的将在“存储单元中的数据”一节讲述。有符号数，有正负与0三种，由于在计算机中无法表示负号，或者说用专门的符号表示负号很不方便，于是就采用对正负号进行数值编码的方式，用“0”代表非负数，“1”代表负数。根据不同的编码方式，对有符号数一般可以有原码、反码、补码三种最常见的编码形式。2真值真值就是所表示的数的大小，一般用10进制表征。3原码、反码、补码具体概念我就不重复了，只重申下相关结论：a.正数的原码、反码、补码都相同。b.负数的反码为原码的按位取反（保持符号位不变），补码为反码加1.4机器

3、数原码、反码、补码都是机器数的一种表示形式，或说都属于机器数。5存储单元中的数据（存储单元包括存储器中的存储单元和寄存器）在计算机的存储器的存储单元中的数据均以补码形式存放的，于是在计算机中的数据表示有下面结论：a不使用原码与反码。但原码与反码可以作为计算真值的中间媒介。b存储单元中的数据以补码形式存在。c数据的存取与运算都以补码形式进行。d补码就是机器数，机器数就是补码。解释：掌握一个基本原则——简单，存储单元是个很有原则的家伙，他只管存01序列，才不管该序列是表示指令编码还是数据呢，更不会管是有符号数还是无符号数，也不管是数据的原码、反码还是补码。只是人们考虑到0只有在补码中的表示才是

4、唯一的，故规定数据以补码形式在计算机中存储。这就是数据存在的简单原则。要知道，数据在计算机内部的存在形式以及转移、运算过程中，都是一串高低电平组合，如果要在数据转移、运算过程中还要考虑补码、原码、反码的转换，将大大增加硬件复杂度，而这种转换本身也是没有意义的。所以如果你已知某存储单元中的内容是10000001如果要对其进行运算，不需进行任何转化，直接拿出来就行，例如对其加1：10000001+00000001=10000010得到的结果是10000010，要对其进行存储的话，也是不需进行任何转化，直接对号入座：10000010这就是数据存取的简单原则。数据的运算，按常规的二进制运算规则进行

5、，只需保证结果只取后8位。加满就进位，不够减就借位，根据最高位的状态是不是负数以及是否发生了进位与借位。这就是数据运算的简单原则。6数据的运算以及对状态标志位NZCV(以ARM为例)的影响。就是普通的二进制运算规则。结果为0时，Z=1;结果最高位为1时N=1；运算过程中最高位向前面的一位（可以认为该位就是C）进了1，则C=1;运算过程中最高位从前面的一位（可以认为该位就是C）借了1，则C=0；运算中最高位只有进入（carryin）或进出（carryout），或者只有借入（borrowin）或借出（borrowout），则V=1。如对下面两个存储单元中的数据相加：11000111111111

6、00什么都不用管，直接取出来相加，结果为：111000011很容易得到Z=0;N=1;C=1;V=0;7从指令到存储单元可能有些同学对从程序中的数据到存储单元（包括寄存器）中的数据怎样对应还有疑问。以ARM指令为例，如：MOVR0，#0XFFFFFFFF;简单，直接转化成二进制，即32个1，存到存储单元中。MOVR0，#0B100111000011…0001;简单，不用做任何转化，直接存到存储单元中。MOVR0，#35;或MOVR0，#-35;简单，直接转化为二进制补码，存到存储单元中。其实，这些转化都是编译器在编译的过程中进行的，也就是“纯软件”操作。一旦编译完成，把数据存到存储单元中，

7、后面的就依据前面的提到的“三个简单原则”进行了。8从存储单元到指令那么把存储单元中的数，或运算后的数取出来，其真值应该是多少呢？也简单，直接按补码的真值计算方法计算即可。有没有可能是无符号数呢？即使你用unsignedina;定义了一个无符号数，也可以认为是按补码形式存放的，因为如果你这样赋值：a=-1;如果你使用的编译器不报错的话，他也自动给你存的是-1的补码形式。如果你这样赋值：a=65536*65536-1;（即二