数据编码
机器数
一个数在计算机中的二进制表示形式，叫做这个数的机器数。
机器数具备两个特点：
【1】符号数字化，实数有正数和负数之分，计算机内部硬件只能表示两种物理状态（ 0 和 1 ），因此数的正号或负号在计算机里需要用一位二进制来区别。在计算机用机器数的最高位存放符号，以 0 代表符号“ + ”，以 1 代表符号“ - ”。
【2】数字大小受机器字长的限制，机器内部设备一次能表示的二进制位数叫机器的字长，一台机器的字长是固定的。字长 8 位（bit）叫一个字节（Byte），机器字长一般都是字节的整数倍，如字长 8 位、16 位、32 位、64 位。
例如： 当计算机字节长为 8 位时
十进制 +5 转换为二进制就是 0000 0101；
十进制 -5 转换为二进制就是 1000 0101；
这里的 0000 0101 和 1000 0101 就是机器数。
真值
因为第一位是符号位，所以机器数的形式值就不等于真正的数值。
以机器数 1000 0101 为例，其真正表示的值（首位为符号位）为 -5，而形式值（首位就是代表 128）为 133；因此将带符号的机器数的真正表示的值称为机器数的真值。
对于一个数字，计算机要使用一定的编码方式进行存储，原码、反码、补码是机器存储一个具体数字的 3 种具体编码方式。
原码
原码的表示与机器数真值表示的一样，即最高位为符号，0 代表正数，1 代表负数，其余位表示数值。
正数： 就是它对应的二进制数。
负数： 将绝对值对应的二进制最左边位变为 1。
例如： 当计算机字节长为 8 位时
[+1] = [0000 0001]原
[-1] = [1000 0001]原
第一位是符号位，只表示正负，8 位二进制数原码的取值范围是：[1111 1111 , 0111 1111]，即[-127 , 127]
反码
正数： 和原码相同。
负数： 在其原码的基础上，符号位不变，其余各位取反。
例如： 当计算机字节长为 8 位时
[+1] = [0000 0001]原 = [0000 0001]反
[-1] = [1000 0001]原 = [1111 1110]反
如果一个反码表示的是负数，人脑无法直观的看出来它的数值。通常要将其转换成原码再计算。
第一位是符号位，只表示正负，8 位二进制数反码的取值范围时：[1000 0000 , 0111 1111]，即[-127 , 127]
补码
正数： 补码是其原码本身。
负数： 补码是在其原码的基础上，符号位不变，其余各位取反后加 1 (即在反码的基础上加 1)。
[+1] = [0000 0001]原 = [0000 0001]反 = [0000 0001]补
[-1] = [1000 0001]原 = [1111 1110]反 = [1111 1111]补
对于负数，补码表示方式也是人脑无法直观看出其数值的。也需要转换成原码再计算其数值。
第一位是符号位，只表示正负，8 位二进制数补码的取值范围是：[1000 0000 , 0111 1111]，即[-128 , 127]
小结
1、所以正数的原码、反码、补码都相同。
2、计算机中负数都是以补码形式存在的。
在补码运算中，[1000 0000] 补其实就是 -128，但实际上将以前的 -0 表示为 -128 的补码形式，所以 -128 并没有原码和反码表示。(对 -128 的补码表示 [1000 0000] 补，算出来的原码是 [0000 0000] 原，是不正确的)
使用补码，不仅仅修复了 0 的符号以及存在两个编码的问题，而且还能够多表示一个最低数。这就是为什么 8 位二进制，使用原码或反码表示的范围为 [-127, +127]，使用补码表示的范围为 [-128, 127]。
数据在计算机中的存储形式
计算机实际只存储补码，所以原码转换为补码的过程，也可以理解为数据存储到计算机内存中的过程：
总结(牢记)
二进制的最高位是符号位：0表示正数，1表示负数（把 1 平放就是负号 '-'）。
正数的原码反码补码都一样，三码合一。
负数的反码 = 它的原码符号位不变，其它位取反。
负数的补码 = 它的反码 + 1， 负数的反码 = 负数的补码 - 1 。
0 的反码、补码都是 0 。
在计算机运算的时候都是以 “补码” 的方式来运算的。 当我们看运算结果的时候，要看它的原码（重点）。