二进制数的符号表示主要通过最高位(最左边的位)来实现,具体规则如下:
一、符号位的含义
0表示正数 当二进制数的最高位为0时,整个数表示正数。例如,二进制数 `0101` 表示正数,其十进制值为5。
1表示负数
当最高位为1时,表示负数。例如,二进制数 `10000101` 的最高位为1,因此它是一个负数。在计算机中,负数通常采用补码形式表示。
二、补码表示法(计算机常用)
计算机内部统一使用补码来表示有符号数,具体规则如下:
正数的补码与原码相同
例如,正数 `00000010`(十进制2)的原码、反码、补码均为 `00000010`。
负数的补码计算
- 先求原码除符号位外的各位取反(反码)
- 然后将反码加1
例如,负数 `-5` 的原码为 `10101`,反码为 `11010`,补码为 `11011`(即反码加1)。
三、示例说明
| 二进制数 | 符号位 | 原码 | 反码 | 补码 | 十进制值 |
|------------|--------|------------|------------|------------|----------|
| 0101 | 0 | 0101 | 0101 | 0101 | 5|
| 10000101| 1 | 10000101 | 01111010 | 11000011 | -5 |
四、注意事项
位数与表示范围: 8位二进制数可表示-128到127的整数(有符号数),而原码直接用7位表示0到127。 符号位的特殊性
通过上述规则,二进制数能够统一表示正负数,是计算机内部数据处理的基础。