补码运算法则

A. 补码运算

补码相加后的结果：1010
1100
是答案的补码,要转化成原码,才是最终答案.
补码转原码方法同原码转补码,即符号位不变,其余按位取反后+1
1010
1100
求反：1101
0011
求补：1101
0100
即：-84
这里用到了补码的运算规则：[X+Y]补=[X]补+[Y]补
求出[X]补+[Y]补后还要求一次补,才能得到答案X+Y
(1)补码运算法则扩展阅读：
补码运算原理： 在计算机里，如果我们要计算5-3的值，我们既可以用5减去3，也可以用5加上13。
这就像我们的钟表，它从1点走到12点之后，又回到了1点。我们的计算机也是，从0走到15之后，再往下走就又回到了0，就像我们转了一个圈一样。我们从5这个位置往回退3个格，就完成了5-3这个计算。
我们也可以从5这个位置往前走，一直走到15，这时我们走了10个格，然后我们继续往前走，走到0，然后到1，然后就走到了2。这样，我们往前走了13个格之后，也到了2这个位置。
所以说，在我们这个计算机中，减3和加13是一样的。而3+13=16，我们说在模16的系统下，3和13是互补的。
这样，我们计算5-3就可以换成5+13。3的二进制表示为0011，5的二进制表示为0101。这样，0101-0011就可以表示为0101+（-0011）。
我们在计算机中都是把负数用其补码表示，-0011的补码就是10000-0011（即16-3，也就是13）。10000-0011=1+1111-0011=1+（1111-0011）=1+1100=1101。
我们总说补码是“按位取反再加一”，看了上面这个式子相信大家就会明白了，其实就是把10000-0011换成了1111-0011再加1的形式。
然后，0101-0011就换成了0101+1101，它们计算出来的结果为10010。由于我们的计算机只有四个bit，所以结果为0010。即，在模16的计算机中，5-3=5+13=2。
参考资料：补码_网络

B. 补码运算规则是什么

对于正数,原码反码补码都是一样的，对于负数，不看符号位对于剩下求反。

就是把0变成1把1变成0,就是求反了，求反后+1再添上符号位.就得到了补码,注意这里符号位是不参与取反与+1的10000001

首位（符号位）是1，这个数位负数。

取反：11111110加1

11111111结果为-127

(2)补码运算法则扩展阅读：

正数

正整数的补码是其二进制表示，与原码相同。

例：+9的补码是00001001。（备注：这个+9的补码是用8位2进制来表示的，补码表示方式很多，还有16位二进制补码表示形式，以及32位二进制补码表示形式，64位进制补码表示形式等。每一种补码表示形式都只能表示有限的数字。）

C. 补码的加法是怎么算的

计算机内部加法和减法一律按照补码相加（减）计算的
45的补码（等于原码）：00101101
-83的补码（原码除符号位不变，其余位取反；+1）：10101101
两者相加，得：11011010
最后还原成原码：(先-1，再符号位不变，按位取反，得：10100110=>-38）。

D. 二进制补码怎么计算的

1、正数的补码表示：

正数的补码 = 原码

负数的补码 = {原码符号位不变} + {数值位按位取反后+1} or

= {原码符号位不变} + {数值位从右边数第一个1及其右边的0保持不变,左边安位取反}

以十进制整数+97和-97为例：

+97原码 = 0110_0001b

+97补码 = 0110_0001b

-97原码 = 1110_0001b

-97补码 = 1001_1111b

2、纯小数的原码：

纯小数的原码如何得到呢？方法有很多，在这里提供一种较为便于笔算的方法。

以0.64为例，通过查阅可知其原码为0.1010_0011_1101_0111b。

操作方法：

将0.64 * 2^n 得到X，其中n为预保留的小数点后位数（即认为n为小数之后的小数不重要），X为乘法结果的整数部分。

此处将n取16，得

X = 41943d = 1010_0011_1101_0111b

即0.64的二进制表示在左移了16位后为1010_0011_1101_0111b，因此可以认为0.64d =0.1010_0011_1101_0111b 与查询结果一致。

再实验n取12，得

X = 2621d = 1010_0011_1101b 即0.64d =0.1010_0011_1101b，在忽略12位小数之后的位数情况下，计算结果相同。

3、纯小数的补码：

纯小数的补码遵循的规则是：在得到小数的源码后，小数点前1位表示符号，从最低(右)位起,找到第一个“1”照写,之后“见1写0,见0写1”。

以-0.64为例，其原码为1.1010_0011_1101_0111b

则补码为：1.0101_1100_0010_1001b

当然在硬件语言如verilog中二进制表示时不可能带有小数点（事实上不知道哪里可以带小数点）。

4、一般带小数的补码

一般来说这种情况下先转为整数运算比较方便

-97.64为例，经查询其原码为1110_0001.1010_0011_1101_0111b

笔算过程：

-97.64 * 2^16 = -6398935 =1110_0001_1010_0011_1101_0111b，其中小数点在右数第16位，与查询结果一致。

则其补码为1001_1110_0101_1100_0010_1001b，在此采用负数的补码 = {原码符号位不变} + {数值位按位取反后+1} 方法

5、补码得到原码：

方法:符号位不动，幅度值取反+1or符号位不动，幅度值-1取反

-97.64补码 =1001_1110(.)0101_1100_0010_1001b

取反 =1110_0001(.)1010_0011_1101_0110b

+1 =1110_0001(.)1010_0011_1101_0111b 与查询结果一致

6、补码的拓展：

在运算时必要时要对二进制补码进行数位拓展，此时应将符号位向前拓展。

-5补码 = 4'b1011 = 6'b11_1011

ps.原码的拓展是将符号位提到最前面，然后在拓展位上部0.

-5原码 = 4‘b’1101 = 6'b10_0101，对其求补码得6'b11_1011，与上文一致。

(4)补码运算法则扩展阅读：

计算机中的符号数有三种表示方法，即原码、反码和补码。三种表示方法均有符号位和数值位两部分，符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”，而数值位，三种表示方法各不相同。

在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；同时，加法和减法也可以统一处理。此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

E. 什么是补码，怎么计算

无论什么类型的数字，在计算机中，都是以“二进制代码”存储的。

下面按照八位二进制来说明，其它位数，自行脑补。

十进制数 0，存放的，就是二进制 0000 0000。

十进制数 +1，就加上 1，二进制是 0000 0001。

十进制数 +2，就再加 1，二进制是 0000 0010。

。。。

十进制数 +127，加 1加 1...，就加到了 0111 1111。

+127，这就是最大数值。

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负数怎么办？你就从 0，依次递减吧。

十进制数 0，以二进制 0000 0000 存放。

十进制数 －1，就减去 1，得 1111 1111 = 255(十进制)。

十进制数 －2，就再减 1，得 1111 1110 = 254。

十进制数 －3，就再减 1，得 1111 1101 = 253。

。。。

十进制数 －128，减 1减 1...，得 1000 0000 = 128。

不要再减了，这就是最小值了。

（你再继续减，就是 0111 1111，这就是＋127 了。）

因此，最小数就是－128。

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总结：

零和正数：直接用二进制存放。

负数：存放形式是【256＋这个负数】。

这套存放格式，就是所谓的【补码】。

求【补码】，就是这么简单。

完全不用绕到“原码反码符号位”那么远。

可以用十进制来计算。如果需要二进制，你就再转换一下。

用这个方法，不涉及原码反码符号位，就少了不少麻烦事。

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为什么负数用补码存储？

利用补码，可以把减法运算，转换成加法。

（所以，在计算机中，有一个加法器，就够用了。）

例如，6－2 = 4，用补码运算如下：

6 的补码是 0000 0110

＋－2 的补码是 1111 1110

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(1)0000 0100 （= 4 的补码）

（括号中的 1，是进位，舍弃不要了。）

注意：

如果运算结果超出了－128~+127 的范围，结果将是错的。

这种现象称为“溢出”。

再注意一下：进位，并不等于溢出。

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因为补码的这个特性，所以，在计算机中，只是使用补码存放数据。

而原码反码，在计算机中，都是不存在的。

原码反码 的用途，仅仅是用于“心算、笔算”。

其实，笔算的方法，并非只有“取反加一”。

另外，－128，有补码，但是却没有原码反码！

用“取反加一”来求－128 的补码，无异于缘木求鱼。

所以，大家，完全不必在原码反码 上浪费时间精力。

但是，考试怎么办？

呃 ...，还是别跟老师较劲，他怎么乱讲，你就怎么答吧。

F. 总结原码，反码和补码的表示方法和运算规则.为什么在计算机中大多采用补码

在计算机系统中，正负数值，一律采用补码来表示和储存。

原码和反码，在计算机中，都是不存在的。

补码，就是一个【代替负数运算的正数】。

利用补码，减法就可以用加法运算代替了。

计算机中，只要配置一个加法器，就可以加、减通用了。

原码和反码，都没有这种功能，所以，计算机中不使用它们。

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正数，怎么就能代替负数呢？

且看 2 位 10 进制：

25 － 1 = 24

25 + 99 = (一百) 24

只要舍弃进位，+99 就能当做－1 使用。

+99 就称为－1 的补数。

计算公式： 补数 = 负数 + 10^n，n 是位数。

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计算机用二进制，补数，就改称为：补码。

8 位 2 进制的范围：0000 0000~1111 1111(十进制 255)。

求补码的计算公式：

负数的补码 = 负数 + 2^8 = 负数 + 256。

正数，不需任何变换，直接就可以进行计算。

所以，正数，并不存在补码。

－1 的补码是：－1 + 256 = 255 = 1111 1111。

－2 的补码是：－2 + 256 = 254 = 1111 1110。

。。。

－128 的补码是： 128 = 1000 0000。

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运算实例： 7 － 2 = 5，用补码计算如下：

7 =0000 0111

－2 的补码 =1111 1110

－－－相加－－－－－－－－－－－

得：（1）0000 0101= 5

舍弃进位，结果，就完全正确。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

补码，就是补码，与原码反码毫无关系。

从“取反加一”来学习补码，不但不能理解补码的意义，而且还难以求出－128 的补码。

为了解释－128 的补码，还得编造许多瞎话。

G. 二进制补码怎么算

1、在计算机系统中，数值一律用补码来表示（存储）。 主要原因：使用补码，可以将符号位和其它位统一处理；同时，减法也可按加法来处理。另外，两个用补 码表示的数相加时，如果最高位（符号位）有进位，则进位被舍弃。 2、补码与原码的转换过程几乎是相同的。 数值的补码表示也分两种情况： （1）正数的补码：与原码相同。 例如，+9的补码是00001001。 （2）负数的补码：符号位为1，其余位为该数绝对值的原码按位取反；然后整个数加1。 例如，-7的补码：因为是负数，则符号位为“1”,整个为10000111；其余7位为-7的绝对值+7的原码 0000111按位取反为1111000；再加1，所以-7的补码是11111001。 已知一个数的补码，求原码的操作分两种情况： （1）如果补码的符号位为“0”，表示是一个正数，所以补码就是该数的原码。 （2）如果补码的符号位为“1”，表示是一个负数，求原码的操作可以是：符号位为1，其余各位取 反，然后再整个数加1。 例如，已知一个补码为11111001，则原码是10000111（-7）：因为符号位为“1”，表示是一个负 数，所以该位不变，仍为“1”；其余7位1111001取反后为0000110；再加1，所以是10000111。 在“闲扯原码、反码、补码”文件中，没有提到一个很重要的概念“模”。我在这里稍微介绍一下“模” 的概念： “模”是指一个计量系统的计数范围。如时钟等。计算机也可以看成一个计量机器，它也有一个计量范 围，即都存在一个“模”。例如： 时钟的计量范围是0～11，模=12。 表示n位的计算机计量范围是0～2(n)-1，模=2（n）。【注：n表示指数】 “模”实质上是计量器产生“溢出”的量，它的值在计量器上表示不出来，计量器上只能表示出模的 余数。任何有模的计量器，均可化减法为加法运算。 例如： 假设当前时针指向10点，而准确时间是6点，调整时间可有以下两种拨法： 一种是倒拨4小时，即：10-4=6 另一种是顺拨8小时：10+8=12+6=6 在以12模的系统中，加8和减4效果是一样的，因此凡是减4运算，都可以用加8来代替。 对“模”而言，8和4互为补数。实际上以12模的系统中，11和1，10和2，9和3，7和5，6和6都有这个特 性。共同的特点是两者相加等于模。 对于计算机，其概念和方法完全一样。n位计算机，设n=8， 所能表示的最大数是11111111，若再 加1称为100000000(9位)，但因只有8位，最高位1自然丢失。又回了00000000，所以8位二进制系统的 模为2(8)。 在这样的系统中减法问题也可以化成加法问题，只需把减数用相应的补数表示就可以 了。把补数用到计算机对数的处理上，就是补码。 另外两个概念 一的补码(one's complement) 指的是正数=原码,负数=反码 而二的补码(two's complement) 指的就是通常所指的补码