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23 = 1 * 2^4 + 0 * 2^3 + 1 * 2^2 + 1 * 2^1 + 1 * 2^0
なので、2進数では
10111
2の補数を定義するには、2進数の有効桁を何桁にするかを決めないといけません。
ここでは「8桁」にしましょうか。
その場合には、-23 に相当する2進数は
1 0000 0000 - 1 0111
= 1110 1001 ①
ということになります。
「機械的」にやるには、10進数の 23 に相当する8桁の2進数「0001 0111」の「0」と「1」を逆転させて
0001 0111 → 1110 1000 (これが「1の補数」)
これに「1を加えて」
1110 1000 → 1110 1001 (これが「2の補数」) ②
ということで、①と②は一致しますね。この場合、「8桁目が 1 は負数である」ということになります。
10進数で言えば、「-23」を表わすのに、たとえば「3桁まで有効」にして「1000の位」は使わないものと決めて、
023 + 977 = 1000 ③
となることを利用します。
このとき、
023 + (-023) = 000 ④
となることから、「有効桁数は3桁」という範囲で計算すれば、③と④は同じ結果になることになります。(③の1000の位は、単に「桁あふれ」しただけで、数値とは認められない)
ということで、「-23」を「977」と表わしますよ、というのが「10進数の10の補数」です(「2進数の2の補数」に相当)。この場合には、「100の位が5以上は負数である」、ということになります。つまり「3桁の10進数」は、補数表現をする場合には「-500 ~ 499」しか表わせないということです。
「23」の場合には、1の補数に相当するのが
999 - 023 = 976 (10進数の9の補数)
これに「1を加えて」
976 + 1 = 977 (10進数の10の補数)
が「2の補数」に相当します。
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