-1 可以用 4 位二进制表示为（2 的补码）1111
15 也表示为 1111。
那么，当 CPU 从内存中获取值时，它如何区分 15 和 -1 呢？
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当一个字节从一个地方移动到另一个地方时，CPU 并不关心它是保持 -1 还是 15。没有“签名移动”之类的东西（到相同大小的位置 - 有更大或更小的目的地的签名移动）。
CPU 仅在对字节进行算术运算时才关心表示。CPU 根据您（或代表您的编译器）选择的操作码知道是进行有符号还是无符号运算。
于 2011-10-06T22:15:11.043 回答
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以前的大多数答案都提到了单独的操作码。对于像乘法和除法这样的更复杂的操作，这可能是正确的，但对于简单的加法和减法，这不是 CPU 的工作方式。
CPU 将有关指令结果的数据保存在其标志寄存器中。在 x86（我最熟悉的地方）上，这里最重要的两个标志是“溢出”和“进位”标志。
基本上，CPU 并不关心数字是有符号还是无符号，它会将它们都视为相同。当数字超过它可以包含的最高无符号值时，设置进位标志。当超出或低于无符号数的范围时设置溢出标志。如果您使用无符号数，请检查进位标志并忽略溢出标志。如果您使用带符号的数字，请检查溢出标志并忽略进位标志。
这里有些例子：
未签名：
1111 (15) + 1111 (15) = 1110 (14)
你现在要做的是检查进位标志，在这种情况下，它包含一个给出最终结果的标志
1 1110 (30)
签：
1111 (-1) + 1111 (-1) = 1110 (-2)
在这种情况下，您忽略进位标志，溢出标志应设置为零。
未签名：
0111 (7) + 0111 (7) = 1110 (14)
当您检查进位标志时，它应该为零。
签：
0111 (7) + 0111 (7) = 1110 (-2)
在这种情况下，溢出标志将被设置，这意味着添加中存在错误。
因此，总而言之，该数字仅根据您对它的解释是有符号或无符号的，CPU 为您提供了区分它们的必要工具，但它本身并不能区分。
于 2014-06-22T17:22:12.283 回答
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CPU 不知道一个数字是有符号的还是无符号的。当编译器创建机器语言文件时，它会选择要执行的正确操作来对该数字进行数学运算。例如，如果您将变量声明为有符号类型，那么在机器语言中执行的操作将把该内存位置视为有符号值。
在任何类型的任何软件中，总是在您解释数据时赋予它意义。内存中的一个字节可以是有符号或无符号数字、字符、音乐文件的一部分或图片中的像素等。赋予它意义的是您如何使用该字节。
于 2014-06-22T16:04:20.337 回答
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在编译器级别，区分基于数据类型。如果数据类型是 int，则为该变量分配 4 个字节（在 C 中）。所以 2 的补码中的 15 是00000000 00000000 00000000 00000000 00001111，而 -1 是11111111 11111111 11111111 11111111。然后编译器将其转换为 CPU 的相应操作码。CPU 执行这个操作码，在这个级别上，一切都是 1 和 0 的形式。
于 2011-10-06T22:08:41.553 回答
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最小的可访问单元是 1 个字节。那是8位。在 8 位表示中，15 存储为 00001111。编译器根据符号位区分正数和负数。MSB 是符号位。如果为 0 表示正数。如果是 1 表示负数。15的二进制表示的MSB为0，表示正数，00001111对应+15。-1 的 8 位二进制是 11111111，因为它的 MSB 为 1，它被取为负数。编译器首先取其 2 的补码，然后显示带有负号的数字。请记住，如果有 8 位来存储数字，那么您可以在其中存储的最大值是 (2^7)-1，它的表示形式需要 7 位。这意味着对于正数，MSB 始终为零。正如您的问题一样，如果我们假设使用 4 位来存储数字，那么 3 位可用于存储该值，因为最后一位是保留符号的保留位。对于 3 位，可以存储的最大值为 (2^3)-1=7。这意味着 15 不能存储在 4 位中。因此 1111 总是被编译器视为 -1。
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于 2016-08-12T09:43:19.617 回答
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在表示 15 的 2 的补码中，我们需要 5 位 2' 补码的范围是 -16 到 15，所以值变成 01111 这里 MSB 位是 0 所以它的正值 -1 它将变成 11111
于 2016-12-23T18:09:37.643 回答