Unterschied zwischen signiert und unsigniert (mit Tabelle)

Flag-Zeichen werden von der vorzeichenbehafteten Darstellungskategorie verwendet, um negative ganze Zahlen zu bezeichnen. Datenkategorien ohne Vorzeichen verwenden solche Vorzeichen nicht, da sie nur Null und alle anderen positiven Werte enthalten können. Die Unterscheidung zwischen "signiert" und "unsigned" ist wichtig, damit eine Computeranwendung richtig funktioniert. 

Signiert vs. nicht signiert

Der Unterschied zwischen vorzeichenbehafteten und vorzeichenlosen Datenkategorien besteht darin, dass vorzeichenbehaftete sowohl positive als auch negative ganze Zahlen enthalten, unsigned jedoch ausschließlich positive ganze Zahlen.

In der Computerprogrammierung beziehen sich diese Kategorien mit Vorzeichen und ohne Vorzeichen auf Variablen, die bestimmte Arten von ganzen Zahlen enthalten können. Im Zusammenhang mit der Codierung kann die erstere Kategorie beide Arten von ganzen Zahlen enthalten, während die letztere Kategorie nur die Zahl Null und die gesamte Liste der positiven ganzen Zahlen umfassen kann.

Vergleichstabelle zwischen signiert und unsigned

Parameter des VergleichsUnterzeichnetOhne Vorzeichen
Enthaltene WerteVorzeichenbehaftete Datenkategorien umfassen sowohl positive als auch negative ganze Zahlen.Datenkategorien ohne Vorzeichen enthalten nur null und andere positive ganze Zahlen. Sie können keine negativen ganzen Zahlen enthalten.
GrößeVorzeichenbehaftete Ganzzahlen haben einen kleineren Betrag als ihre vorzeichenlosen Gegenstücke desselben Bereichs.Ganzzahlen ohne Vorzeichen haben einen größeren Betrag als ihre vorzeichenbehafteten Gegenstücke desselben Bereichs.
FlaggenzeichenVorzeichenbehaftete Datentypen verwenden ein Flag-Zeichen vor den negativen Zahlen, die sie darstellen.Datentypen ohne Vorzeichen verwenden kein Flag-Zeichen vor Zahlen, da sie nur positive ganze Zahlen darstellen.
IdentifizierungsprozessDas übrig gebliebene Bit wird von den signierten Datencontainern verwendet.Das führende Bit eines Wertes wird von den vorzeichenlosen Datencontainern verwendet.
Reichweite in CharVorzeichenbehaftete Ganzzahlen reichen von -128 bis 127 in Zeichen.Ganzzahlen ohne Vorzeichen reichen von 0 bis 255 in Zeichen.
Darstellungsmethode1er-Komplement-Form, 2er-Komplement-Form und die Vorzeichen-Größen-Form-Verfahren können verwendet werden, um binäre Variablen mit Vorzeichen darzustellen.Binäre Variablen ohne Vorzeichen haben kein Vorzeichen oder Symbol, und daher gibt es nur eine Darstellungsmethode für solche binären Variablen.
Eindeutige Darstellungsweise1 von 3 möglichen Darstellungsmethoden ist eindeutig.Die einzige zur Verfügung stehende Darstellungsmethode ist eine eindeutige.

Was ist signiert?

Die Vorzeichendarstellung ist die Kategorisierung von positiven und negativen ganzen Zahlen. Vorzeichenbehaftete Datengruppierungen bestehen aus Zahlen auf beiden Seiten des Zahlenstrahls. Die negativen Zahlen werden durch Flag-Zeichen von den positiven unterschieden.

Vorzeichenbehaftete Zahlengruppierungen werden in der Computerprogrammierung verwendet. Es gibt drei Methoden, signierte Datensätze darzustellen. Bei der Vorzeichen-Größen-Methode wird ein Bit für das Vorzeichensymbol reserviert. Dies macht es zu einer mehrdeutigen Methode.

In ähnlicher Weise ist auch das 1er-Komplement-Verfahren ein mehrdeutiges Verfahren zur Darstellung von ganzen Zahlen mit Vorzeichen. Die 2er-Komplement-Methode ist die einzige eindeutige Methode, die verwendet werden kann, um diese ganzen Zahlen darzustellen. Solche Datentypen wurden häufig bei der Entwicklung von Programmiersprachen wie C und C+ verwendet.

Was ist nicht signiert? 

Vorzeichenlose Datenkategorisierungen sind im Wesentlichen Klassifikationen von positiven ganzen Zahlen. Sie enthalten ausschließlich positive Werte. Null ist auch ein Teil der unsignierten Kategorisierung. Vorzeichenlose Datensätze haben keine Flag-Zeichen vor den eingeschlossenen ganzen Zahlen, da alle Werte positiv sind.

Wie vorzeichenbehaftete binäre Ganzzahlen werden auch die vorzeichenlosen im Bereich der Programmierung verwendet. C++, C# und andere Programmiersprachen verwenden diese Datensätze. In char reichen binäre Ganzzahlen ohne Vorzeichen von 0 bis 255.

Datentypen ohne Vorzeichen können nur den Betrag der Binärzahl darstellen, die sie darstellen. Dies bedeutet, dass jede Zahl nur eine binäre Äquivalentform hat. Daher wird diese Darstellungsform als eindeutige Darstellungsmethode bezeichnet. Darüber hinaus haben vorzeichenlose Variablen die doppelte Größe ihrer vorzeichenbehafteten Gegenstücke desselben Bereichs.

Hauptunterschiede zwischen signiert und unsigned

  1. Der Hauptunterschied zwischen vorzeichenbehafteten und vorzeichenlosen Datentypen besteht darin, dass erstere es dem Benutzer ermöglicht, sowohl positive als auch negative Zahlen darzustellen, während letzterer verwendet wird, um Null und andere positive Zahlen darzustellen. Negative Zahlen können nicht durch vorzeichenlose Datentypen dargestellt werden. Sie können ausschließlich für positive ganze Zahlen verwendet werden.
  2. Obwohl ähnliche Typen von vorzeichenbehafteten und vorzeichenlosen Variablen denselben Bereich haben, repräsentiert letztere eine größere Zahl als die entsprechende vorzeichenbehaftete Variable.
  3. Eine vorzeichenbehaftete Datenkategorisierung verwendet ein Flag-Zeichen vor den negativen Zahlen, die sie repräsentiert. Kein solches Flag-Zeichen wird von der vorzeichenlosen Datenkategorie verwendet, da sie nur positive Zahlen darstellt.
  4. Die beiden Kategorien unterscheiden sich auch hinsichtlich ihrer individuellen Reichweiten im Zusammenhang mit char. Ganzzahlen mit Vorzeichen reichen von -128 bis 127 in Zeichen, während Ganzzahlen ohne Vorzeichen von 0 bis 255 in Zeichen reichen.
  5. Ein weiterer Unterschied zwischen den beiden ist die Identifizierungsmethode, die jeder verwendet. Das führende Bit eines gegebenen Wertes wird als Teil des Wertes von der vorzeichenlosen Datenkategorie verwendet, um zu identifizieren, ob die Zahl positiv oder negativ ist. Alternativ verwenden vorzeichenbehaftete Datentypen das übrig gebliebene Bit, um dieselbe Identifizierung vorzunehmen.
  6. Das 1er-Komplement-Verfahren, das 2er-Komplement-Verfahren und das Vorzeichen-Größen-Formverfahren können verwendet werden, um vorzeichenbehaftete Variablen darzustellen, da einige binäre Variablen ein negatives Flag-Vorzeichen haben. Während die binären Variablen der Kategorie ohne Vorzeichen nur ihre Größen darstellen, da sie alle positive ganze Zahlen sind.
  7. Binäre Ganzzahlen mit Vorzeichen haben drei mögliche Darstellungstechniken, aber nur eine eindeutige Darstellungsmethode, während vorzeichenlose Binärzahlen eine Darstellungsweise haben, die wiederum eindeutig ist.

Fazit

Zur Programmierung werden Binärcodes verwendet. Sie werden auch von Computern verwendet, um Daten zu speichern und darauf zuzugreifen. Dazu werden zwei Datentypen verwendet – signiert und unsigniert. Die vorzeichenbehafteten Datenkategorien können sowohl positive als auch negative Werte enthalten.

Im Gegensatz dazu besteht die Datenkategorie ohne Vorzeichen nur aus positiven ganzen Zahlen. Diese Exklusivität der vorzeichenlosen Datenkategorie kennzeichnet ihre deutliche Verschiedenartigkeit gegenüber der vorzeichenbehafteten Kategorie.

Vorzeichenbehaftete Ganzzahlen verwenden Flaggensymbole, um die negativen Ganzzahlen zu bezeichnen. Datentypen ohne Vorzeichen verwenden solche Flagsymbole nicht, da alle in dieser Kategorie enthaltenen Ganzzahlen ausnahmslos positiv sind.

Dieser grundlegende Unterschied zwischen den beiden muss erkannt werden, um eine falsche Verwendung der beiden zu vermeiden. Werden die beiden Datenkategorien falsch verwendet oder deren Verwendung in einer Weise zusammengeführt, die sich auf die Programmierung des Geräts auswirkt, gibt der Computer in der Regel eine Warnung aus und fordert den Benutzer auf, die Bedenken zu beseitigen.

Verweise

  1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6606625/
  2. https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-540-28628-8_8
  3. https://www.cs.umn.edu/sites/cs.umn.edu/files/tech_reports/14-006.pdf
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