模擬和數字轉換/有符號和無符號量
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任何數字都可以只使用“位”（數字 0 和 1）來表示；例如，二進位制數 1101 表示十三。這些位按順序排列，表示二的升冪。
最右邊的位稱為“最低有效位”（LSB），因為它表示 2 的最低次冪 1；最左邊的位稱為“最高有效位”（MSB），因為它表示 2 的最高次冪。
無符號數以一種簡單的方式表示，LSB 在最右邊，MSB 在最左邊。無符號數總是正數（或零），因為它們沒有用於表示負數的符號。
為了表示負數，我們需要實現有符號數。有兩種通用的方案來表示有符號數：符號大小或補碼。還有一些其他方案，例如補碼，但我們在這裡不討論它們。有關此主題的更多資訊，請參見數位電路的相關部分。
符號大小數與無符號數相同，只是增加了一個“符號位”。如果符號位為 0，則該數為正；如果符號位為 1，則該數為負。
實現補碼所需的數字邏輯比符號大小表示要簡單得多。因此，大多數計算機以補碼格式儲存值。補碼遵循以下規則
- 一半的數字是正數，從 0 到 (N/2)−1，其中 N 是使用位數可以表示的值的數量（包括零）。如果我們有 n 位，則此值為
- 負數是透過反轉正數的位，然後加 1 來獲得的。
例如，如果我們在四位補碼數中擁有數字 5（0101），我們可以透過反轉該數字（1010）並加 1（1011）來獲得 -5 的表示。
要獲得負數的正值，我們逆轉該過程。
例如，4 位有符號數（3 個數據位 + 1 個符號位）是
0111 = +7 0110 = +6 0101 = +5 0100 = +4 0011 = +3 0010 = +2 0001 = +1 0000 = +0 1111 = −1 1110 = −2 1101 = −3 1100 = −4 1011 = −5 1010 = −6 1001 = −7 1000 = −8
- 問) 你不是幾頁前才告訴我 1101 代表十三嗎？
是的。它也可以代表很多其他東西。位 1101 形成一個位模式，可以解釋為任何東西。當我們談論無符號算術時，1101 在十進位制數中是“13”。當我們談論有符號算術時，1101 可能意味著 −3，如果我們正在進行 4 位有符號算術。
- 在 16 位有符號算術中，1101 是 13
- 在符號大小表示中，1101 是 −5。
- 在補碼中，1101 是 −4
- 重要的是要注意，單個位模式可能具有不同的含義，具體取決於您的解釋方式。因此，保持解釋一致非常重要。
另一種型別的二進位制數稱為“浮點數”。這些數字允許使用位來表示分數量。浮點數超出了本書的範圍，但請記住，某些取樣器以浮點格式輸出值。