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计算机中常采用原码反码补码和移码的是

希赛网 2023-11-09 11:57:39

在计算机科学中,数值表示的方式采用不同的编码方式,例如原码、反码、补码和移码等。而这些编码方式在计算机内存中的应用也有着各自不同的规则和特征。

原码是最简单的一个数值编码,最高位表示符号位,0表示正数,1表示负数。但是,相同数的正负两个编码不同,这就使得计算减法时显得比较麻烦,同时,也无法表示0的正负。

为了解决原码的这些问题,人们提出了反码的概念,正数的反码和原码相同,而负数的反码我们只需把原码的符号位不变,其余各位按位取反即可。但是反码也存在着一个问题,即同样的数值可能有两种不同的编码形式,这也会影响到计算机进行运算时的结果。

为了避免这种问题,计算机采用了补码的数值编码方式。补码的计算方法是先对正数采用原码,而对于负数则先将数值的绝对值以原码表示出来,然后取反(即按位取反)后再加上1。在补码的编码方式下,正负数都只有唯一的一种编码方式,而且可以通过加法器直接进行运算。

移码是一种变种的补码表示方法,移码的计算方法是在补码的基础上,将符号位取反。使用移码表示法,所有正数的高位(即符号位)均为“0”,所有负数的高位(即符号位)均为“1”,这样就比较容易区分正负数了。在进行计算时,首先需要将被加数和加数都转换为移码,然后进行加法运算,最后再将运算结果转换为普通数的形式。

总的来说,计算机中常采用原码、反码、补码和移码的是补码。因为补码的计算方式直接利用硬件电路可以实现,而且可以同时处理正负数,没有像原码和反码一样的问题,更加简便。

此外,补码还具有一个优点,即使加法器中各位级之间存在“进位”和“借位”问题,也不会影响计算结果,因为位级之间“进位”和“借位”可以直接忽略。换言之,补码可以使用更加简单的电路实现加减法运算。而移码相对于补码来说并没有优越性,只是在一些应用场景上更加方便。

在实际编程中,我们需要根据不同的应用场景选择不同的数值编码方式。例如,在进行正负异或运算时,可以使用原码;在数据通信的 CRC 校验、差错检测、纠错编码和加密算法中,可以使用补码。在计算机图形学和数字信号处理中,使用移码可以更方便地表示和操作数值。

总的来说,计算机内部的数值编码方式包括原码、反码、补码和移码等多种形式,而补码是计算机运算中最为常用的数值编码方式,具有简单、直接和唯一的优点,更适合于数值的运算场景。

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