二进制计算中采用补码表示法的主要原因在于简化运算过程，具体分析如下：
一、补码的定义与作用
符号位的统一处理
补码通过将符号位与其他位统一编码，避免了在运算中单独处理符号位的麻烦。例如，原码表示中+7为`00000000 00000000 00000000 00000111`，-7为`10000000 00000000 00000000 00000111`。若直接相加，需先判断符号再处理数值，而补码将-7表示为`11111111 00000000 00000000 00000101`，与+7的补码`00000000 00000000 00000000 00000111`仅符号位不同，可直接按加法规则运算。
减法转化为加法
补码的核心优势在于将减法运算转换为加法运算。计算机硬件中，加法器是基本运算单元，而减法器复杂且易出错。通过补码，减法`A - B`可转化为`A + （-B）`，只需计算`A`与`B`补码的和，简化了硬件设计。
二、补码的实现原理
原码与反码的局限性
- 原码需单独处理符号位，导致运算时需判断符号再执行操作（如+7 + （-7）需特殊处理）。
- 反码虽简化了负数的表示，但加法运算仍需考虑符号位的差异，效率较低。
补码的时钟模型解释
补码的生成可通过“时钟拨动”模型理解：将二进制数视为时钟指针，正数按顺时针方向旋转，负数按逆时针方向旋转。补码通过补足位数实现这种旋转，例如将-7的绝对值7转换为模二进制`00000000 00000000 00000000 00000111`，再按顺时针旋转12位（模256），得到补码`10000000 00000000 00000000 00000101`。
三、总结
补码通过统一符号位处理和减法转加法的设计，显著提高了计算机运算效率，是现代计算机系统中广泛采用的数据表示方法。