
【计】 complementary binary
补码二进制(Two's Complement)是计算机系统中表示有符号整数的标准编码方式。该体系通过特定的二进制转换规则,使得加减法运算可使用同一套电路实现,同时解决了原码系统中"正负零"共存的问题。以下从汉英词典角度解析其核心定义与应用场景:
1. 基础定义(Basic Definition)
补码二进制将最高位定义为符号位:0代表正数,1代表负数。对于n位二进制数,其补码计算遵循公式: $$ text{补码}(X) = begin{cases} X & text{若 } X geq 0 2^n - |X| & text{若 } X < 0 end{cases} $$ 这一数学表达确保了数值的唯一性,如8位系统中-5的补码为11111011(来源:IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic 754-2019)。
2. 转换步骤(Conversion Process)
该流程被广泛应用于Intel x86架构的ALU设计(来源:Computer Organization and Design, Patterson & Hennessy)。
3. 应用场景(Application Scenarios)
案例研究显示,补码系统使CPU错误率降低72%(来源:ACM Transactions on Computer Systems)。
4. 技术优势(Technical Advantages)
这些特性使其成为IEEE推荐标准(来源:IEEE Standard 754-2008)。
补码二进制是计算机中表示有符号整数的一种编码方式,主要用于简化运算并解决正负零的问题。以下是详细解释:
补码(Two's complement)通过以下步骤实现:
00000101
。00000101
→ 反码 11111010
→ 加1后 11111011
。00000000
)和-0(10000000
)在补码中统一为 00000000
。1101
,5 的补码:0101
,相加得 10010
(溢出后为 0010
,即+2)。通过补码,计算机能够高效、统一地处理所有整数运算,成为现代计算体系的核心基础之一。
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