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补码原理(二进制正负数加减法的基础)

(2009-12-28 15:21:23)
标签:

杂谈

分类: Computers and
补码原理(二进制正负数加减法的基础)

(下表由于格式问题,应该是一列一列对应才对)
一 二 三 四 五 六
十进制值 二进制原码 补码 十进制值 二进制原码 补码
1 0001 0001 -1 1001 1111
2 0010 0010 -2 1010 1110
3 0011 0011 -3 1011 1101
4 0100 0100 -4 1100 1100
5 0101 0101 -5 1101 1011
6 0110 0110 -6 1110 1010
7 0111 0111 -7 1111 1001
0 0000 0000 -8 1000 1000


序言:在计算机里,为了区别正负数,采用第一位表示符号(正或负),这样一来,在计算机的二进制里做加法没问题,但既有加法又有减法时问题就来了:如做1 - 1 =0 时

(0 001)原 + (1 001)原 = (1 010)原 = ( -2 ) 显然不正确(原因是第一位是用来表示正或负号)。

为了解决这个问题,人们想出了补码的概念,亦即补码的设计目的是: 

⑴使符号位能与有效值部分一起参加运算,从而简化运算规则. 

⑵使减法运算转换为加法运算,进一步简化计算机中运算器的线路设计

以下介绍我对于补码的一些理解。

十进制中减一等于加上负一,我们知道时钟(时钟为十二进制)里“十点”减“三点”等于“七点”,而我们也知道“十点”加上“九点”也等于“七点”。利用这个原理,我们称在时钟的十二进制中,“三点”的补码为“九点”(因为减三和加九等价,不记天数的增加)。

四位二进制里(以四位为例比较简单介绍),我们知道“0001”加上“1111”等于“10000”,但“10000”超过了四位,故称其为溢出,并把最高位“1”舍去。举例子:如果“0010”减“0001”,则等于“0001”,而我们也知道“0010”加“1111”也等于“0001”,这样我们就在二进制里实现减法向加法的转换。而二进制里的第一位是符号位(0表示正数,1表示负数),故数值即如表中“二”和“五”所示。通过上面补码的一些规则我们知道减一(或加负一)等于加上一的补码,这就需要寻找“五”(负数列)与“六”产生一一对应关系的规则才能找出有符号位的二进制减法向加法的转换规则,根据观察上表(或者说是试探吧)可知“五”和“六”的第一位都是一,只是后面三位有所不同,所以在保持第一位都是一的前提下对“五”的后三位进行“特殊”处理(按位取反然后再在末位加一,如“001”取反变成“110”,再加一变成“111”)即得到“六”的后三位,这就是“五”和“六”的一 一对应关系规则。

综合二进制正数和负数的这些规律我们得出下面这个二进制数的加减法均化为加法计算的规律(也称补码运算):正数的补码为其本身(因其可以直接加),负数的补码为符号位保持“一”不变,后面的位取反然后再加一(即上面所说的“特殊”处理),作加减法时的公式为

“补码”+“补码”=“得数的补码”

,如4+(-3)=1的二进制计算是“0100”(4原码为“0100”)+“1101”(-3原码为“1011”)=“0001”(0001的补码就是它本身,因0001是正数)。对于更多位的二进制运算也适用与此规律。取反加一是因为两个四位二进制数相加等于“10000”时(即互为补数),已知其中一个数求其补码:其中一个数就等于“10000”减去另外一个数,由于机器的原因限制了位长只能为四位,故采用“10000”先减去一变成“1111”,再减去其中一个数,这样的话在直观上看来就是被减的数“取反”(即0变1,1变0);因为之前减去了一,所以减了之后再加回一,这样实现了“补数”之间的转换,这就是取反加一的原因。

特别地,0的二进制表示是“0000”,其补码也就是它本身;- 8的二进制表示是“1000”,其补码也是它本身,这是因为- 8(“1000”)的后三位取反后是“111”,再加一是“1000”,因为这是后三位,且- 8的符号位不能变,所以- 8的后三位加一后(即“1000”)的最高位 “一”溢出舍去,故- 8的补码还是它本身。以上就是二进制正负数的加减法的补码原理解析。有任何理解不恰当之处恳请指出,不胜感激。



探讨可不可以用0表示负数的符号位,用1表示正数的符号位?

答:可以!
如果0表示负数符号位,1表示正数符号位,则有下表:
(下表由于格式问题,应该是一列一列对应才对)

一 二 三 四 五 六
十进制值 二进制原码 补码 十进制值 二进制原码 补码
1 1001 1111 -1 0001 0001
2 1010 1110 -2 0010 0010
3 1011 1101 -3 0011 0011
4 1100 1100 -4 0100 0100
5 1101 1011 -5 0101 0101
6 1110 1010 -6 0110 0110
7 1111 1001 -7 0111 0111
8 1000 1000 0 0000 0000


这时补码要反之而行,也就是正数补码为最高位不变后三位取反加一,负数的补码为其本身。但计算公式还是不变,也就是,作加减法时的公式也为:

“补码”+“补码”=“得数的补码”

,如4+(-3)=1的二进制计算是“1100”(4原码为“1100”,巧合~)+“0011”(-3原码为“0011”)=“1111”(1001的补码是1111,因其为正数)。

 

如何制作批处理文件? 方便你的每一个操作

发布者:huang Sky,发布时间:2009-10-8 下午10:15

 

可以用记事本编辑,然后将后缀改为.bat 

后缀是bat的文件就是批处理文件,是一种文本文件。简单的说,它的作用就是自动的连续执行多条命令,批处理文件的内容就是一条一条的命令。那它有什么用呢? 

比如,在启动wps软件时,每次都必须执行 

C:\>cd wps 
C:\WPS>spdos 
C:\WPS>py 
C:\WPS>wbx 
C:\WPS>wps 

如果每次用WPS之前都这样执行一次,您是不是觉得很麻烦呢? 

如果有一个方法,只需编写一个批处理文件,就会自动执行刚才的所有命令,您想不想学呢? 

当您看完此节,自己编写的第一个批处理文件顺利执行时,您一定会大吃一惊的。 

此外电脑每次启动时都会寻找autoexec.bat这条批处理文件,从而可执行一些每次开机都要执行的命令,如设置路径path、加载鼠标驱动mouse、磁盘加速smartdrv等,可以使您的电脑真正自动化。 

echo、@、call、pause、rem 是批处理文件最常用的几个命令,我们就从他们开始学起。 echo 表示显示此命令后的字符 
echo off 表示在此语句后所有运行的命令都不显示命令行本身 
@ 与echo off相象,但它是加在其它命令行的最前面,表示运行时不显示命令行本身。 
call 调用另一条批处理文件(如果直接调用别的批处理文件 ,执行完那条文件后将无法执行当前文件后续命令) 
pause 运行此句会暂停,显示Press any key to continue... 等待用户按任意键后继续 
rem 表示此命令后的字符为解释行,不执行,只是给自己今后查找用的 

例:用edit编辑a.bat文件,输入下列内容后存盘为c:\a.bat,执行该批处理文件后可实现:将根目录中所有文件写入 a.txt中,启动UCDOS,进入WPS等功能。 

批处理文件的内容为: 文件表示: 

echo off 不显示命令行 

dir c:\*.* >a.txt 将c盘文件列表写入a.txt 

call c:\ucdos\ucdos.bat 调用ucdos 

echo 你好 显示"你好" 

pause 暂停,等待按键继续 

rem 使用wps 注释将使用wps 

cd ucdos 进入ucdos目录 

wps 使用wps 

批处理文件中还可以像C语言一样使用参数,这只需用到一个参数表示符%。 

%表示参数,参数是指在运行批处理文件时在文件名后加的字符串。变量可以从 %0到%9,%0表示文件名本身,字符串用%1到%9顺序表示。 

例如,C:根目录下一批处理文件名为f.bat,内容为 format %1 

则如果执行C:\>f a: 则实际执行的是format a: 

又如C:根目录下一批处理文件的名为t.bat,内容为 type %1 type %2 

那么运行C:\>t a.txt b.txt 将顺序地显示a.txt和b.txt文件的内容 

if goto choice for 是批处理文件中比较高级的命令,如果这几个你用得很熟练,你就是批处理文件的专家啦。 

if 表示将判断是否符合规定的条件,从而决定执行不同的命令。 有三种格式: 
1、if "参数" == "字符串" 待执行的命令 
参数如果等于指定的字符串,则条件成立,运行命令,否则运行下一句。(注意是两个等号) 
如if "%1"=="a" format a: 

2、if exist 文件名 待执行的命令 
如果有指定的文件,则条件成立,运行命令,否则运行下一句。如if exist config.sys edit config.sys 

3、if errorlevel 数字 待执行的命令 
如果返回码等于指定的数字,则条件成立,运行命令,否则运行下一句。如if errorlevel 2 goto x2 DOS程序运行时都会返回一个数字给DOS,称为错误码errorlevel或称返回码 

goto 批处理文件运行到这里将跳到goto 所指定的标号处, 一般与if配合使用。 如: 

goto end 

:end 
echo this is the end 

标号用 :字符串 表示,标号所在行不被执行 

choice 使用此命令可以让用户输入一个字符,从而运行不同的命令。使用时应该加/c:参数,c:后应写提示可输入的字符,之间无空格。它的返回码为1234…… 

如: choice /c:dme defrag,mem,end 
将显示 
defrag,mem,end[D,M,E]? 

例如,test.bat的内容如下: 
@echo off 
choice /c:dme defrag,mem,end 
if errorlevel 3 goto defrag 应先判断数值最高的错误码 
if errorlevel 2 goto mem 
if errotlevel 1 goto end 

:defrag 
c:\dos\defrag 
goto end 

:mem 
mem 
goto end 

:end 
echo good bye 

此文件运行后,将显示 defrag,mem,end[D,M,E]? 用户可选择d m e ,然后if语句将作出判断,d表示执行标号为defrag的程序段,m表示执行标号为mem的程序段,e表示执行标号为end的程序段,每个程序段最后都以goto end将程序跳到end标号处,然后程序将显示good bye,文件结束。 

for 循环命令,只要条件符合,它将多次执行同一命令。 

格式FOR [%%f] in (集合) DO [命令] 
只要参数f在指定的集合内,则条件成立,执行命令 

如果一条批处理文件中有一行: 
for %%c in (*.bat *.txt) do type %%c 
含义是如果是以bat或txt结尾的文件,则显示文件的内容。 

autoexec.bat 

DOS在启动会自动运行autoexec.bat这条文件,一般我们在里面装载每次必用的程序,如: path(设置路径)、smartdrv(磁盘加速)、 mouse(鼠标启动)、mscdex(光驱连接)、 doskey(键盘管理)、set(设置环境变量)等。 

如果启动盘根目录中没有这个文件,电脑会让用户输入日期和时间。 

例如,一个典型的autoexec.bat内容如下: 

@echo off 不显示命令行 

prompt $p$g 设置提示符前有目录提示 

path c:\dos;c:\;c:\windows;c:\ucdos;c:\tools 设置路径 

lh c:\dos\doskey.com 加载键盘管理 

lh c:\mouse\mouse.com 加载鼠标管理 

lh c:\dos\smartdrv.exe 加载磁盘加速管理 

lh c:\dos\mscdex /S /D:MSCD000 /M:12 /V 加载CD-ROM驱动 

set temp=c:\temp 设置临时目录

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