0与1的世界

1.如何理解32位机器能够同时处理处理32位电路信号？

设想有8条电路，每条电路有高电平和低电平两种状态，即就有2⁸=256种不同的信号。假设其表示区间为0~255，最大数即2⁸-1。

那么32条电路能够表示最大数为（2³²-1）=4294967295，即所谓的32位电路信号。

正负数表示： 上面的8条电路，最左侧一条表示正负：0-整数，1-负数，不参与数值表示。8条电路表示数值范围 -128~127；
二进制整数最终以补码表示： 整数原、反、补码都一样，负数补码为反码加1。
(这样减法运算也可以用加法器实现，使用同一个运算器可减少中间变量的存储开销，降低了CPU内部的设计复杂度，符号位也参与运算)

如下图,计算结果需要9条电路表示，用8条电路来表达这个计算结果即溢出。(即在数值运算过程中，超出规定的表示范围)
在这里插入图片描述

以上示例一条电路线在计算机种被称为1位，即1个bit（简写b）。

8个bit组成一个单位，称一个字节，即1个Byte（简写B）。

1024个Byte（简写为KB）；1024个KB（简写为MB）；1024个MB（简写为GB）。

补充：

二进制整数最终以补码表示：正数（原、反、补都一样）；负数（符号位与原码相同，数值位由原码取反+1）

例如：正数和负数的二进制表示(及十进制转二进制方法)

在这里插入图片描述
移动规则：

左移右移： 符号位参与移动，除负数向右移动，高位补1之外，其他情况均在空位处补0。

向右移动1位近似表示除以2，但不完全是。十进制奇数转化为二进制后，向右移动时，最右边的1将被直接抹去，即右移对于奇数并非完全相当除以2。

例如111(二进制) = 7(十进制)，右移1位：11(二进制) = 3(十进制)，这里也解释了除法中的向下取整。

如下图，正数或者负数向左移动的结果可能是正数，也可能是负数。(高位添补规律图示)

在这里插入图片描述

按位与(&) 、逻辑与(&&) 和按位或(|)、逻辑或(||)

区别：&& 有短路功能 ，例如：

/***  由于&&前边的表达式为false触发短路直接退出，最后结果：a = false ，b = true */
boolean a = true;
boolean b = true;
boolean c = (a=(1==2)) && (b=(1==2))

  /***  最后结果：a = false ，b = false */boolean a = true;boolean b = true;boolean c = (a=(1==2)) & (b=(1==2))

同理，按位或(|)对应的逻辑或(||)也有短路的功能

 /***  由于||前边的表达式为true触发短路直接退出，最后结果：e = true ，f = false */boolean e = false;boolean f = false;boolean g = (e=(1==1)) || (f=(1==1))

/***  最后结果：e = true ，f = true*/boolean e = false;boolean f = false;boolean g = (e=(1==1)) || (f=(1==1))

注意：逻辑或、逻辑与只能对布尔类型的条件表达式进行运算