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352-1057434-二进制的加减法_1bit_加法减法运算_Overflow_溢出.sy.md

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二进制的加减法_1bit_加法减法运算

回忆

  • 上次 回顾了 编码过程
    • encoding
位数 名称
1-bit 两仪
2-bit 四象
3-bit 八卦
  • 3-bit的二进制数 可以进行 加减运算
    • 可以计算出-1对应 (111)2进制
    • 如何理解这 (111)2进制所代表的 -1 呢?

负号

  • 在前面放一个 -
    • 当做负号
  • 负号是
    • 一元运算符
    • unary operation

图片描述

  • 放两个负号

    • 负负为正
  • 正数和负数除了符号之外

    • 还有一个重要的特征
    • 是什么呢?

绝对值

  • 绝对值
    • absolute value
    • 一个数在数轴上所对应点
      • 到原点的距离

图片描述

  • 如果 两个数
    • 绝对值相等
    • 方向相反

图片描述

  • 他们互为相反数
    • 比如 ±1
  • 怎么理解相反数呢?

负数

  • 我们可以看到
    • 负数和对应的正数加起来为 0

图片描述

  • 仿佛是以零为中心的

图片描述

  • 两边加在一起
    • 就会刚好爆表

负数

  • 1-byte (字节)
    • 总共 8-bit(位)
  • 简化一点
    • 还是用 3-bit 来思考

图片描述

  • 总共 3-bit
    • 最小值(000)2进制 为 0
    • 最大值(111)2进制 为 7
    • 这种方式 是无符号的 存储方式

图片描述

  • 总共 8 个数字
    • 把他绕成一圈

尝试计算

计算 $2+3$,有2种理解方法

  • 第一种 就是 按顺时针 理解 加法
    • 先 2 格再 3 格
    • 总共就是 5 格
    • 对应 (101)2进制

图片描述

  • 第二种 是
    • 二进制 加法计算

图片描述

继续计算

$3+4$

图片描述

  • 加法就是顺时针
    • 先 3 格再 4 格
    • 总共就是 7 格
    • 对应 (111)2进制

图片描述

  • 但是超过一圈
    • 怎么算呢?

超越一周

$4+5$

图片描述

  • 加法就是顺时针
    • 先 4 格再 5 格
    • 总共就 9 格
    • 数字盘上 没有9格
    • 只有7格
    • 溢出了
  • 绕了一圈
    • 回到原地 又 多1格
    • 对应 (001)2进制

图片描述

  • 超越了一周之后
    • 会产生溢出
    • Overflow

回到原地

  • 因为操场多跑一圈还是在原地
    • 不会对位置产生影响
  • 400 米一圈
    • 你跑 100 米
    • 和你跑 500 米
    • 位置是一样的

图片描述

  • 那减法 应该如何理解 呢?

总结

  • 这次了解了二进制的
    • 加法 和 进位
    • 减法 和 借位
  • 由于 数字存储 受到 字节大小限制
  • 如果数字超过了 字节存储的限制
    • 就会产生溢出
    • overflow
  • 减法 是怎么运算的
    • 负数 又是 怎么表示的呢?🤪
  • 下次再说 👋