
【計】 sign digit
denotation; insignia; mark; note; sign; symbol; tittle; type
【計】 glyph; S; SYM; symbol
【醫】 notation; symbol
【經】 symbols
【計】 digit bit; numerical bit
在計算機科學和數字系統中,"符號數字位"(Sign Digit/Sign Bit)特指二進制數表示法中用于标識數值正負屬性的特定比特位。以下是基于術語學和工程實踐的解釋:
符號位(Sign Bit)
在帶符號二進制表示法(如原碼、反碼、補碼)中,最高有效位(MSB)被固定為符號位。該位為0
表示正數,為1
表示負數。例如在8位二進制中:
+5
的原碼 = 00000101
(首位0
為正)-5
的原碼 = 10000101
(首位1
為負)
來源:IEEE Standard for Binary Floating-Point Arithmetic (IEEE 754)
數值位(Magnitude Bits)
符號位之後的剩餘比特位代表數值的絕對值。在-5
的示例中,後7位0000101
表示數值5。
表示法 | 符號位規則 | 數值範圍(8位) | 零的表示 |
---|---|---|---|
原碼 | 首位為符號位 | -127 ~ +127 | +0/-0 |
補碼 | 首位為符號位 | -128 ~ +127 | 唯一0 |
移碼 | 首位取反 | -128 ~ +127 | 10000000 |
來源:Computer Organization and Design (Patterson & Hennessy)
現代計算機普遍采用補碼表示法,因其解決了原碼中"正負零并存"的問題,并通過統一的加法電路實現加減運算。在浮點數标準IEEE 754中,符號位獨立于指數域和尾數域,例如單精度浮點數的二進制結構:
S EEEEEEEE FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
↑
符號位(1位)
來源:IEEE 754-2019 Standard
注:因未搜索到可引用的線上詞典資源,本文定義綜合計算機體系結構權威教材與IEEE标準術語。建議參考《計算機組成與設計》(David A. Patterson)第3章或IEEE 754官方文檔獲取完整技術規範。
“符號數字位”需要拆解為“符號位”和“數位”兩個概念來理解,以下是詳細解釋:
符號位是計算機中表示數字正負的二進制位,通常是二進制數的最高位(MSB):
0
表示正數,1
表示負數。例如,8位二進制數中,00000101
表示+5,10000101
表示-5。char
類型(8位)中,符號位占1位,數值位占7位。數位是數字在數值中的位置,決定其權重:
1234
,從右到左依次為個位(4)、十位(3)、百位(2)、千位(1),每位權重為$10^n$(n從0開始)。1011
的各位分别代表$2$、$2$、$2$、$2^0$。對比項 | 符號位 | 數位 |
---|---|---|
功能 | 标識正負 | 表示數字的位置權重 |
位置 | 固定為最高位(如二進制數首位) | 根據進制規則排列(如個、十位) |
應用領域 | 計算機有符號數表示 | 通用數學及數字系統 |
unsigned int
),範圍更大但無法表示負數。-5
的補碼為1011
,需結合具體編碼規則)。如需進一步了解符號位的編程實現或數位的數學應用,可參考上述來源中的具體網頁。
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