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原码补码移码的作用(计算机组成原理14)

2020年10月10日  | 移动技术网科技  | 我要评论
了解计算机中如何用加法来代替实现减法

原码补码移码的作用

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前言

在本篇中,你将掌握

  • 了解计算机中如何用加法来代替实现减法

1 模运算

让我们先来回顾各种码:原码、反码、补码、移码
对于正数而言,
  原码 = 反码 = 补码 ,移码 = 补码符号位取反
对于负数而言,
  反码 = 原码数值位取反,补码 = 原码数值位取反加1,移码 = 补码符号位取反

在计算机中,使用原码运算:
  加法——用加法器完成
  减法——用减法器完成
这样不高效,能不能用加法来替代减法呢?当然可以
比如时钟中,将10点调成7点,可以通过顺时针(加法)10 + 9 = 19 % 12 = 7,也可以通过逆时针(减法)10 - 3 = 7来实现

接下来,让我们先来了解模运算,在此举几个例子:
  对于时钟,模12运算:-15%12=9、-3%12 = 9、9%12 = 9 、21%12 = 9
  同样,模运算通过余数将数值划分成多个等价类,同一类等效等价

所以我们就可以实现了用加法代替减法,如在模12运算中,a -3 = a + 9 ,且-3和9的绝对值之和 = 模 = 12 ,这两个数被称为互为补数
模 − a 的 绝 对 值 = a 的 补 数 模 - a的绝对值 = a的补数 a=a
这样 减法-a,就可以用加法+a的补数来代替了

而在计算机中,假定字长为8bit,也就是00000000~11111111的范围,0到 2 8 − 1 2^{8}-1 281,而计算机只能保存8位,天然地就相当于mod 2 8 2^{8} 28,因此减法通过 加 (模 - 绝对值)的操作便可由加法替代了。

因此,补码——让减法操作转变为加法操作,节省硬件成本

2 小结

没图的一篇:),本篇重点:
(1)了解计算机中如何用加法来代替实现减法

本文地址:https://blog.csdn.net/qq_44574333/article/details/108991056

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