符号付き整数は、”+”または”-“記号を持つ数値です。 符号付き二進整数を表すためにnビットが使用される場合、nビットのうち1ビットが数の符号を表すために使用され、残り(n-1)ビットが数自体の大きさの部分を表すために使用されます。
実際の例は、世界のさまざまな都市の温度のリスト(最も近い数字に正しい)です。 明らかに、それらは+34、-15、-23、および+17のような符号付き整数です。 これらの数字とその符号は、二進表記の軌道のみを使用してコンピュータで表現する必要があります。
コンピュータで符号付き数値を表現するには、さまざまな方法があります−
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符号と大きさ
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1の補数
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2の補数
符号付き数値を表現する最も簡単な方法は、符号振幅(SM)メソッドです。
Sign and magnitude−sign-magnitudeバイナリ形式は、最も単純な概念的な形式です。 符号付き数値を表現するこの方法では、最上位桁(MSD)は余分な意味を持ちます。
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MSDが0の場合、通常の符号なし整数と同じように数値を評価できます。 そしてまた、我々は正のものとして数を扱うものとします。
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MSDが1の場合、これは数値が負であることを示します。
その他のビットは、数値の大きさ(絶対値)を示します。 符号付き10進数のいくつかとSM表記での同等のものは、ワードサイズが4ビットであると仮定しています。
符号付き小数 | 符号-大きさ |
---|---|
+6 | 0110 |
-6 | 1110 |
+0 | 0000 |
-0 | 1000 |
+7 | 0111 |
-7 | 1111 |
範囲
上記の表から、それは明らかです つまり、ワードサイズがnビットの場合、表現できる数値の範囲は-(2n-1-1)から+(2n-1-1)です。 ワードサイズと表すことができるSM番号の範囲の表を以下に示します。
ワードサイズ | SM番号の範囲 |
---|---|
4 | -7 に+7 |
8 | -127 に+127 |
16 | -32767 に+32767 |
32 | -2147483647 に+2147483647 |
ビットシーケンス1101は、符号なしの数13と、SM表記の数-5に対応していることに注意してください。 その値は、ユーザーまたはプログラマがビットシーケンスを解釈する方法にのみ依存します。
1の補数−これは、コンピュータ内の符号付き整数を表現する方法の1つです。 この方法では、最も有効な数字(MSD)は余分な意味を持ちます。
- MSDが0の場合、通常の符号なし整数を解釈するのと同じように数値を評価できます。
- MSDが1の場合、これは数値が負であることを示します。
他のビットは数値の大きさ(絶対値)を示します。
数値が負の場合、他のビットは数値の大きさの1の補数を意味します。
いくつかの符号付き10進数と1の補数表記に相当するものは、ワードサイズが4ビットであると仮定して以下に示されています。
符号付き小数 | 1の補数 |
---|---|
+6 | 0110 |
-6 | 1001 |
+0 | 0000 |
-0 | 1111 |
+7 | 0111 |
-7 | 1000 |
Range
上記の表から、ワードサイズがnビットの場合、ワードサイズの範囲は明らかです。 表すことができる数は、−(2n−1−1)から+(2n−1−1)までである。 ワードサイズと表現できる1の補数の範囲の表が示されています。
ワードサイズ | 1の補数の範囲 |
---|---|
4 | -7 に+7 |
8 | -127 に+127 |
16 | -32767 に+32767 |
32 | -2147483647 +2147483647±2×10+9(約。) |