为什么数据在内存里是以补码的形式存储？

数据在内存里是以补码的形式存储的原因有三点：

1、保证了0的唯一性，保证了数的表示的准确性。

2、让加减可以统一处理，优化了数的运算过程。

3、解决了自身逻辑意义的完整性。

数据在内存里以补码的形式存储是为了简化计算机的结构设计，同时也提高了运算速度。在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。

扩展资料：

补码的主要特性：

补码为一个负整数（或原码）与其补数（或补码）相加，和为模。在补码的运算中，对一个整数的补码再求补码，等于该整数自身。补码的正零与负零表示方法相同。计算机底层不区分无符号数和补码数，可认为其运算全部当作无符号数处理。

补码使得符号位能与有效值部分一起参加运算，从而简化运算规则。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。所有这些转换都是在计算机的最底层进行的，而在我们使用的汇编、C等其他高级语言中使用的都是原码。

参考资料来源：百度百科-补码

数据在内存里以补码的形式存储是为了简化计算机的结构设计，同时也提高了运算速度。

一、补码的释义：

1、计算机中的符号数有三种表示方法，即原码、反码和补码。三种表示方法均有符号位和数值位两部分，符号位都是用0表示“正”，用1表示“负”，而数值位，三种表示方法各不相同。

2、在计算机系统中，数值一律用补码来表示和存储。原因在于，使用补码，可以将符号位和数值域统一处理；同时，加法和减法也可以统一处理。此外，补码与原码相互转换，其运算过程是相同的，不需要额外的硬件电路。

二、计数系统：

1、 一个计数系统可以存多少容量状态的数，我叫它作为计数系统的Mod。一个计数系统不断地加一，那么它表示的数的状态也会周期性地变化，我叫这个周期的大小叫做Mod。

2、 举个两个例子：一个包含两个bit的存储单位，它可以表示00，加一变成01，加一变成10，加一变成11，再加一又变成了00。即该计数系统的Mod为4。另一个时钟显示十二个小时，时针旋转一周后回到原来的状态，即该系统的Mod为12。

3、由此，可以得到一个结论。这种周期性变化的计数系统，一个状态加减整数倍的Mod，其状态不会有不会发生变化。00加上4次之后还是00，12点时阵转两圈后还是12点。

三、补码的特性：

1、一个负整数（或原码）与其补数（或补码）相加，和为模。

2、对一个整数的补码再求补码，等于该整数自身。

3、补码的正零与负零表示方法相同。

四、运算速递简介：

1、英文Computing speed；运算速度：运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度（平均运算速度），单字长定点指令平均执行速度MIPS(Million Instructions Per Second)的缩写，每秒处理的百万级的机器语言指令数。

2、这是衡量CPU速度的一个指标。像是一个Intel80386 电脑可以每秒处理3百万到5百万机器语言指令，即我们可以说80386是3到5MIPS的CPU。MIPS只是衡量CPU性能的指标。是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令/ 秒”来描述。微机一般采用主频来描述运算速度，主频越高，运算速度就越快。

五、存储系统：

1、计算机的主存储器不能同时满足存取速度快、存储容量大和成本低的要求，在计算机中必须有速度由慢到快、容量由大到小的多级层次存储器，以最优的控制调度算法和合理的成本，构成具有性能可接受的存储系统。

2、存储系统的性能在计算机中的地位日趋重要，主要原因是：

①冯诺伊曼体系结构是建筑在存储程序概念的基础上，访存操作约占中央处理器（CPU）时间的70%左右。

②存储管理与组织的好坏影响到整机效率。

③现代的信息处理，如图像处理、数据库、知识库、语音识别、多媒体等对存储系统的要求很高。

负数的补码，是一个正数。

使用补码，就是使用正数，代替负数进行运算。

这也就是：用加法，代替了减法运算。

因此，只用一个加法器，就可以实现加、减运算。节省了硬件。

***补码的原理***

当限定了运算的位数，减去一个数，和加上另一个数，效果相同。

比如：　24－1 = 23

　　　　24 + 99 = (1)  23

只取低两位，忽略进位，这两种运算的结果，不是相同吗？

99，就是－1 的补数。

两位十进制，共有 100 个数字。

求－1 的补数，就是：　99＝100 + (－1)

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计算机，使用二进制，补数就改称：补码。

八位二进制，共有 256 个数字。

－1 的补码，就是 256 + (－1) = 255 = 1111 1111。

－2 的补码，就是 256 + (－2) = 254 = 1111 1110。

。。。

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求负数八位补码的公式：256＋该负数。

　正数无须变换，直接就可以参加运算。

　正数，不需要补码，它也根本就没有补码。

补码，和原码反码，没有任何关系。

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为什么数据在内存里是以补码的形式存储？

目的是：

用补码代表负数，可以加法器算出减法，省去了减法电路。

补码的功能，类似于：

　　时针倒拨 3 小时，与正拨 9 小时，效果相同。

利用这种思路，计算机中的负数，也可以改为正数（即补码）。

同时，减法运算，也就可以用加法运算代替了。

那么，借助于补码，就能统一加减法，够简化计算机的硬件。

十进制比较容易理解：

　　25 － 1 = 24

　　25 + 99 = (一百) 24。

只要忽略进位，+99 就能代替－1。

+99 就称为－1 的补数。

在这里用了 2 位 10 进制。

求补数的算法：补数 = 负数 + 10^2。

通用的公式是：补数 = 负数 + 10^n。　n 是位数。

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计算机用二进制，补数，就改名为：补码。

一个字节，是 8 位 2 进制。

计数范围是：0000 0000 ~ 1111 1111(十进制 255)。

计数周期是：2^8 = 256。

求补码的算法：负数的补码＝负数＋2^n。

那么：

－1 的补码＝－1 + 256 = 255 = 1111 1111。

－2 的补码＝－2 + 256 = 254 = 1111 1110。

。。。

例如，7－2 = 5，用补码计算如下：

　　　　　　7 = 0000 0111

　　　[－2] 补 = 1111 1110

　－－－相加－－－－－－－－－－－－

　　得：　(1)　  0000 0101  = 5

舍弃进位，结果就完全正确。

借助于补码，负数就没有了，从而就把“减法转换为加法运算”。

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补码的来源，与原码反码毫无关系。

“取反加一、符号位也能参加运算”，这些，都没有什么理论依据。

通过原码反码，已经证明“符号位能参加运算”是错误的。

补码能正确运算，并不是什么“符号位也参加运算”。

因为，补码，它就是一个正数，什么符号位也没有。

补码的全部位，都是代表数据的，当然就都可以参加运算。