现在让我们由传智播客的老师为我们深入剖析计算机的原码、反码和补码。
一、基本概念
1. 机器数：在计算机中，一个数以二进制形式表示，这被称为该数的机器数。机器数带有符号位，正数为0，负数为1。
例如，十进制数+3，若计算机字长为8位，其机器数为00000011；而-3的机器数为10000011。
2. 真值：机器数的第一位是符号位，其后的位表示真正的数值。机器数的形式值可能不等于其真正的数值，为了区分，我们称带符号位的机器数对应的真正数值为真值。
二、原码、反码和补码
1. 原码：原码是直接将真值和符号位一起编码的形式。例如，对于8位二进制，+1的原码为0000 0001，-1的原码为1000 0001。
原码是人脑最容易理解和计算的表示方式。
2. 反码：反码是对原码进行变换得到的。正数的反码与其本身相同，而负数的反码是在其原码的基础上，符号位不变，其余各位取反。
反码表示的负数对于人脑来说并不直观。
3. 补码：补码是计算机中实际使用的编码方式。正数的补码就是其本身，而负数的补码是在其原码的基础上，符号位不变，其余各位取反并加一。
对于负数，补码表示方式人脑也无法直观看出其数值。
三、为何使用补码
原码在执行减法运算时存在问题。例如，1 - 1的计算结果在原码表示下是不正确的。而补码的引入解决了这一问题，使得计算机的减法运算可以简化为加法运算。
使用补码不仅可以正确执行加减运算，还可以多表示一个最小值。例如，8位二进制数使用补码表示的范围为[-128, 127]，比原码或反码多出一个表示范围。
在计算机内部，数据都是以补码的形式存储和运算的。
四、学习建议
在学习过程中，建议先“死记硬背”原码、反码和补码的表示方式及计算方法。掌握这些基础知识后，再深入理解其在计算机中的实际运用。
理解原码、反码和补码的概念及其在计算机中的运用，对于掌握计算机的基础知识和深入学习计算机科学具有重要意义。