Как компьютер определяет, что в памяти записано знаковое или беззнаковое число?

ЗНАКОВЫЕ ДВОИЧНЫЕ ЧИСЛА

Целое число идентифицируется как положительное или отрицательное, если перед ним стоит дефис или нет. Другими словами, это число только у двух состояний. Каждое состояние может быть представлено через бит двоичного числа. Это называется старшим значащим битом (MSB): если число положительное, оно имеет значение 0, но если число отрицательное, бит равен 1. Все число называется двоичным числом со знаком.

Он имеет некоторые недостатки:

Благодаря возможности представления отрицательных чисел диапазон значений положительных чисел уменьшается. Это происходит потому, что число получается из (n-1) бит. Следовательно, диапазон значений выражается следующей математической записью:

Через старший бит получается положительный и отрицательный нуль (0 и -0). Отрицательного нуля в десятичной системе счисления не существует.

===================

ДОПОЛНЕНИЕ до 1

===================

Это метод, который представляет отрицательное число путем инвертирования значений битов величины числа. Поскольку первый бит значения (также называемый битом знака) положительного числа равен 0, когда инверсия выполнена, этот первый бит равен 1, чтобы указать отрицательное число. Знаковое двоичное число, полученное в результате инверсии, называется дополнением.

Следующее изображение является примером процесса инверсии с дополнением:

По сравнению с диапазоном значений, полученным с двоичным числом со знаком и его старшим битом, этот метод допускает еще одно возможное значение. Однако с помощью этого метода все равно получается отрицательный ноль:

==================

ДОПОЛНЕНИЕ до 2

==================

Это метод представления отрицательных целых чисел, аналогичный дополнению до единицы. Он также инвертирует величину отрицательного числа, но затем добавляет единицу (+ 1) к дополнительному числу. Он имеет знаковый бит, который позволяет указать, является ли число положительным или отрицательным.

Этот метод позволяет выполнять сложение и вычитание с положительными и отрицательными числами. По сравнению с дополнением до единицы вычитание с дополнением до двух двух чисел, имеющих одинаковое значение модуля, равно нулю.

Диапазон значений целых чисел, полученных из дополнения до двух, такой же, как и диапазон, полученный из дополнения до единицы, показанный на рис. С помощью этого метода не получается отрицательный нуль (-0), поскольку к нулевому добавляется единица. перевернутое число

По причинам, изложенным выше, этот метод используется памятью компьютера для хранения целых чисел со знаком.

A 32-th bit would have 0 and only a 33-th bit would have 1

Дальнейшие детали в источнике https://medium.com/@luischaparroc/integer-numbers-storage-in-computer-memory-47af4b59009