1. lower-case nouns

2. fix 2 figures
3. Replace some 「」 by “”
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2023-08-20 23:28:30 +08:00
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@ -6,9 +6,9 @@
## 原码、反码和补码
上一节的表格中我们发现,所有整数类型能够表示的负数都比正数多一个例如`byte` 的取值范围是 $[-128, 127]$ 。这个现象比较反直觉,它的内在原因涉及到原码、反码、补码的相关知识。
上一节的表格中我们发现,所有整数类型能够表示的负数都比正数多一个例如 `byte` 的取值范围是 $[-128, 127]$ 。这个现象比较反直觉,它的内在原因涉及到原码、反码、补码的相关知识。
在展开分析之前,我们首先给出三者的定义:
实际上,**数字是以“补码”的形式存储在计算机中的**。在分析这样做的原因之前,我们首先给出三者的定义:
- **原码**:我们将数字的二进制表示的最高位视为符号位,其中 $0$ 表示正数,$1$ 表示负数,其余位表示数字的值。
- **反码**:正数的反码与其原码相同,负数的反码是对其原码除符号位外的所有位取反。
@ -16,9 +16,7 @@
![原码、反码与补码之间的相互转换](number_encoding.assets/1s_2s_complement.png)
显然「原码」最为直观。但实际上,**数字是以「补码」的形式存储在计算机中的**。这是因为原码存在一些局限性
一方面,**负数的原码不能直接用于运算**。例如,我们在原码下计算 $1 + (-2)$ ,得到的结果是 $-3$ ,这显然是不对的。
「原码 true form」虽然最直观但存在一些局限性。一方面**负数的原码不能直接用于运算**。例如在原码下计算 $1 + (-2)$ ,得到的结果是 $-3$ ,这显然是不对的
$$
\begin{aligned}
@ -29,7 +27,7 @@ $$
\end{aligned}
$$
为了解决此问题,计算机引入了「反码」。如果我们先将原码转换为反码,并在反码下计算 $1 + (-2)$ ,最后将结果从反码转化回原码,则可得到正确结果 $-1$ 。
为了解决此问题,计算机引入了「反码 1's complement code」。如果我们先将原码转换为反码,并在反码下计算 $1 + (-2)$ ,最后将结果从反码转化回原码,则可得到正确结果 $-1$ 。
$$
\begin{aligned}
@ -51,7 +49,7 @@ $$
\end{aligned}
$$
与原码一样,反码也存在正负零歧义问题,因此计算机进一步引入了「补码」。我们先来观察一下负零的原码、反码、补码的转换过程:
与原码一样,反码也存在正负零歧义问题,因此计算机进一步引入了「补码 2's complement code」。我们先来观察一下负零的原码、反码、补码的转换过程:
$$
\begin{aligned}
@ -136,6 +134,7 @@ $$
**尽管浮点数 `float` 扩展了取值范围,但其副作用是牺牲了精度**。整数类型 `int` 将全部 32 位用于表示数字,数字是均匀分布的;而由于指数位的存在,浮点数 `float` 的数值越大,相邻两个数字之间的差值就会趋向越大。
进一步地,指数位 $E = 0$ 和 $E = 255$ 具有特殊含义,**用于表示零、无穷大、$\mathrm{NaN}$ 等**。
<p align="center"> 表:指数位含义 </p>
| 指数位 E | 分数位 $\mathrm{N} = 0$ | 分数位 $\mathrm{N} \ne 0$ | 计算公式 |