数值的二进制表示需根据数值类型(整数/小数)和符号(正/负)采用不同规则,具体如下:
一、整数二进制表示
无符号整数 直接用二进制位表示,从右往左位权为2的幂次方(2⁰、2¹、2²……)。例如,十进制数5表示为二进制101。
有符号整数
- 原码: 最高位为符号位(0表示正,1表示负),其余位为数值位。例如,+5的原码为00000101,-5的原码为10000101。 - 反码
二、小数二进制表示
有限小数:仅能精确表示2的幂次方倍的小数(如0.5、0.25等),其他小数需转换为二进制时会产生精度损失。- 浮点数:采用IEEE 754标准,由符号位、指数位和尾数位组成。例如,3.14在32位浮点数中以二进制形式存储。
三、转换规则
整数转换:
除基取余法(整数部分):用十进制数除以2,余数从右至左排列。 - 乘基取整法(小数部分):用十进制数乘以2,整数部分从左至右排列。- 符号处理:计算机通过符号位区分正负,无符号数仅表示数值大小。
四、注意事项
二进制位数越多,可表示的数值范围越大(如8位整数可表示-128到127,16位可表示-32768到32767)。- 负数在计算机中统一用补码表示,避免运算复杂性。