什麼是二補數

表示負整數的常用二進位表示法。將位元反轉再加 1,符號就會相反。n 位元可表示 −2ⁿ⁻¹ 到 2ⁿ⁻¹ − 1,加法電路可直接用於減法。

日文名稱: 2の補数

「二補數」出現在2領域的4道練習題中(邏輯電路, AD/DA轉換等)。

這個名詞所屬的領域: 邏輯電路

練習二補數的題目

在4位元的二補數表示中,表示 −1 的位元串是哪一個?

  1. A1111
  2. B1001
  3. C0001
查看答案與解析

正確答案:A. 1111

在二補數中,將正數的位元反相再加1即成為負數,+1(0001)→1110→1111 即為 −1。若將最高位元的權重視為 −8,則可直接讀出 1111 = −8 + 4 + 2 + 1 = −1。4位元可表示 −8〜+7,且減法可用「加上補數」的加法來進行,因此幾乎所有電腦都採用。1001是符號加絕對值方式中的 −1。

8位元的二補數表示所能表示的整數範圍是哪一個?

  1. A−128 〜 +127
  2. B−127 〜 +127
  3. C0 〜 255
查看答案與解析

正確答案:A. −128 〜 +127

n位元的二補數可表示 −2ⁿ⁻¹〜2ⁿ⁻¹ − 1,8位元為 −128〜+127。由於0的表示只有1種(00000000),負的一側會多1個。例如 −128 乘以 −1 無法表示而溢位,邊界值的處理需要注意。16位元為 −32,768〜+32,767,32位元約為±21億。0〜255是將同樣的8位元以無號數來解讀的範圍。

解析中的「二補數」

出現「二補數」的題目(4題)

  1. 在4位元的二補數表示中,表示 −1 的位元串是哪一個?
  2. 8位元的二補數表示所能表示的整數範圍是哪一個?
  3. 在二補數表示的數相加時,判定發生溢位(overflow)的條件,下列哪一項正確?
  4. 關於處理正負兩種電壓的ADC所使用的「偏移二進位(offset binary)」編碼,下列說明何者正確?

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