计算机组成原理机器号(计算机组成原理机器指令设计)的概念和转换方法是什么

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一、原码、反码、补码、移码的概念1。真理二进制数和十进制数一样都是正数。你可以用“+& quot；和“--& quot；代表数据的符号。这种写法叫做真值。

比如十进制的+3和-5，二进制的+011和-101都是真值。

2.机器号因为数据只有正负符号，所以在计算机中用二进制0和1来表示数据的符号是很自然的。用符号和数值编码的二进制数称为机器号或机器代码。常用的机号有原码、反码、补码和移位码。

比如:(这里的机器数是原码)1，0001表示符号位，1表示负数，符号位和数值位之间用逗号隔开，逗号后面是数值位。0001是二进制，所以转换成十进制后真值是-1；

再比如0，101代表的十进制数的真值是+5。

1.原码原码是一个符号值，其编码规则简单直观:正号位用0表示，负号位用1表示，数值位不变。

例如:

X=+0.1101，则[x]为0.1101；X=+1101，那么[x]等于01101。

X= -0.1111，则[x]等于1.1111；X= -1111，那么[x]等于11111。

源代码数据的表示简单直观，只需在符号位加上二进制数的绝对值即可。但是原码中有两个机器零，会给数据操作带来麻烦。另外，原码的加减运算比较复杂，符号位不能直接参与运算。加法运算需要“同号求和，异号差分”，减法运算需要“同善求和，同善差分”。计算差值时，需要先比较大小，然后从大数中减去小数，最后结果的符号选择相对复杂。显然，用原码作为机号来实现加减运算是不方便的。目前，原码在计算机中仅用于表示浮点数的尾码。

2.反码的反码也叫1的补码，其符号位与原码相同。当真值为正时，反码与原码相同；当真值为负时，逆代码数字是真值数字的逆。

例如:

X=+0.1101，则[x]anti = 0.1101；X=+1101，那么[x]就是逆=01101。

X= -0.1111，则[x]anti = 1.0000；X= -1111，那么[x]就是逆=10000。

逆码的符号位与原码相同。当真值为负值时，数值位需要逐位反转。同样，反码中也有两个零+0和-0。反码的加减运算比原码略简单，其符号位可以直接参与运算，加法运算可以简单地将反码相加，但最高位进位要从运算结果的最低位开始加(循环进位)。减法运算只需要将被减数的补数和被减数负数的补数相加，也采用循环进位的运算方式。然而，尽管如此，在现代计算机中，反码并不用于数据表示和运算，因为人们已经找到了更好的编码&；mdash& ampmdash补充

3.补码计算机中的二进制数据受字长限制，数据最高进位的位权是模，运算结果超过模的部分会自动丢弃，所以计算机二进制数据的运算是典型的模运算，非常适合用补码表示和运算。

例如:

X=+0.0101，则[x]补码= 0.0101；

X= -0.0101，则[x]补码= 1.1011；

X= -0.0000，则[x]补码= 0.0000；

X= -1.0000，则[x]补码= 1.0000；

补码的表示比原码复杂，但它只有一个唯一的0，符号位可以直接参与运算，运算过程中符号位的进位会作为一个模块自动丢弃。其独特的表示方法使得减法运算可以转化为加法运算，大大方便了二进制运算。目前计算机中广泛使用补码来表示有符号整数。

4.移码移码只用于表示定点整数，通常用于表示浮点数的顺序码。它的编码方法是直接给真值x加上一个常数偏移量。

例如:

X=+1010110，则[x]shift = 11010110；

X= -1010110，则[x]shift = 00101010；

代码移位具有以下特征:

(1)在码移位的符号位中，0表示负数，1表示正数；

②同值的移位码和补码除符号位相反外，其余相同；

③移帧中0的表示也是唯一的，具体是100000 &；hellip& amphellip。

2.原码、补码和移位码1的转换。原码到逆码当原码的真值为正时，逆码的机器数等于原码的机器数。

当原码真值为负时，反码的机器数等于原码的机器数(符号位不变)。

例如:

X=+0.1101，则[x]anti = 0.1101；X=+1101，那么[x]就是逆=01101。

X= -0.1111，则[x]anti = 1.0000；X= -1111，那么[x]就是逆=10000。

2.当原码的真值为正时，补码的机器数等于原码的机器数。

当原码真值为负时，补码的机器数等于原码的机器数，取反后加1(符号位不变)。

例如:

X=+0.0101，则[x]补码= 0.0101；

X= -0.0101，则[x]补码= 1.1011；

X= -0.0000，则[x]补码= 0.0000；

X= -1.0000，则[x]补码= 1.0000；

简单来说，原码加1的补码就是补码。

3.原码转码当原码的真值为正时，转码的机器数等于原码，但符号位需要改变。

当原码真值为负时，移码机数等于原码机数减加1(符号位为负)。

例如:

X=+1010110，则[x]shift = 11010110；

X= -1010110，则[x]shift = 00101010；

简单来说，就是原码的补码数不变，符号位反转就是码移位。