1、計算機二進制系統中最小單位bit
在計算機二進制系統中： bit (位) ：數據存儲的最小單元。 簡記為b，也稱為比特(bit)，每個二進制數字0或1就是一個位(bit)，其中，每 8bit = 1 byte(字節)；
再回顧Java 中的數據類型，如int數據類型 = 4個byte(字節)，而1 byte(字節) = 8 bit(位)；也就我們常說的int = 32位（說白了，在二進制系統中是以bit 作為數據存儲單元的）。如下
2、有符號數和無符號數
有符號數和無符號數簡單的說就是分別對應正數和負數，在二進制系統中是以bit（位）來作為數據存儲單元的，最高位（第一位）是符號位，正數符號位為“0” ，負數符號位為“1” 。
例子：
假設 int number = 1 ,那麼number在計算機系統中將表示如下：
00000000 00000000 00000000 00000001
同理可得，number = -1 時，在二進制中表示如下：
10000000 00000000 00000000 00000001
注意：最高位（第一位）是符號位，因為是number值為1是一個正數，所以最高位為0；
3、二進制的原碼、反碼、補碼
原碼 原碼就是機器數，是加了一位符號位的二進制數(因為數值有正負之分)，正數符號位為0，負數符號位為1。
反碼 帶符號位的原碼乘除運算時結果正確，而在加減運算的時候就出現了問題，比如: 用十進制表示:1 + (-1) = 0, 但用二進制表示:
00000001 + 10000001 = 10000010,
將結果換算成十進制數也就是 -2。於是在原碼的基礎上發明了反碼,用來解決這種問題。
補碼 雖然反碼的出現解決了正負數的加減問題, 但卻讓0這個數字有了兩種"形態": "0"和"-0", 但這是不合邏輯的,只應該有一個0,所以出現了補碼。
對於有符號數而言：
1、正數的原碼、反碼、補碼都一樣； 2、負數的反碼 = 它的原碼符號位不變，其他位取反（取反的意思：0 換成 1 、 1 換成 0 ）； 3、負數的補碼 = 它的反碼 +1； 4、0的反碼、補碼都是0； 【特別注意】 1、在計算機運算的時候，都是以 補碼 的方式來運算的 。 2、二進制 轉為 十進制，必須使用 二進制 的原碼進行轉換 。
例子：
下面我們就使用“有符號數”來模擬一下，在計算機中是怎樣運算的。
(1)正數相加：
例如：1+1 ，在計算機中運算如下：
1的原碼為：
00000000 00000000 00000000 00000001
因為“正數的原碼、反碼、補碼都一樣”，所以，1的補碼 = 1的原碼，所以 1的補碼+ 1的補碼 就等於：
00000000 00000000 00000000 00000001 + 00000000 00000000 00000000 00000001
=
00000000 00000000 00000000 00000010
00000000 00000000 00000000 00000010（ 轉換為10進制） = 2
(2)正數相減：
例如：1 - 2，在計算機中運算如下：
在計算機中減運算其實是作為加運算來操作的，所以，1 - 2 = 1 + ( -2 )
第一步：把 1的補碼找出來（因為正數的原碼、反碼、補碼都一樣，所以我們可通過原碼直接獲取補碼）：
1的補碼：
00000000 00000000 00000000 00000001
第二步：把-2的原碼找出來：
-2的原碼：
10000000 00000000 00000000 00000010
第三步：把-2的反碼找出來：
-2的反碼：
11111111 11111111 11111111 11111101
第三步：把-2的補碼找出來：
-2的補碼：
11111111 11111111 11111111 11111110
第四步：1的補碼與-2的補碼相加：
00000000 00000000 00000000 00000001 + 11111111 11111111 11111111 11111110
=
11111111 11111111 11111111 11111111
第五步：將計算結果的補碼轉換為原碼，反其道而行之即可（如果想將二進制轉換為十進制，必須得到二進制的原碼）
補碼：11111111 11111111 11111111 11111111
=
反碼：11111111 11111111 11111111 11111110
=
原碼：10000000 00000000 00000000 00000001
第六步：將計算結果的二進制原碼 轉換 為十進制
二進制原碼：10000000 00000000 00000000 00000001 = 1*2^0 = -1
4、思考:java中為什麼byte的取值範圍是-128~127
java中byte佔一個字節, 也就是8bit(位), 其中最高位是符號位, 剩下7位用來表示數值.若符號位為0, 則表示為正數,範圍為00000000~01111111(補碼形式)，也就是十進制的0-127. 若符號位為1, 則表示為負數, 範圍為10000000~11111111(補碼形式), -128~-1, 11111111轉換為原碼就是10000001,也就是-1。 在補碼中,為了避免存在"-0",規定10000000為-128, 所以解釋了byte的取值範圍為什麼是-128~127.
5、Java中的<< 和 >> 和 >>>
首先<< 和 >> 和 >>>是java中的位運算符，是針對二進制進行操作的。除了這些還有&、|、^、~、幾個位操作符。不管是初始值是依照何種進制，都會換算成二進制進行位操作。這裡主要講解Java中的<< 和 >> 和 >>>。
<< 表示左移移，不分正負數，低位補0
注：以下數據類型默認為byte為8位，左移時不管正負，低位補0
正數：r = 20 << 2
20的二進制補碼：0001 0100
向左移動兩位後：0101 0000
結果：r = 80
負數：r = -20 << 2
-20 的二進制原碼 ：1001 0100
-20 的二進制反碼 ：1110 1011
-20 的二進制補碼 ：1110 1100
左移兩位後的補碼：1011 0000
反碼：1010 1111
原碼：1101 0000
結果：r = -80
‘ >> ’表示右移，如果該數為正，則高位補0，若為負數，則高位補1；
注：以下數據類型默認為byte為8位
正數：r = 20 >> 2
20的二進制補碼：0001 0100
向右移動兩位後：0000 0101
結果：r = 5
負數：r = -20 >> 2
-20 的二進制原碼 ：1001 0100
-20 的二進制反碼 ：1110 1011
-20 的二進制補碼 ：1110 1100
右移兩位後的補碼：1111 1011
反碼：1111 1010
原碼：1000 0101
結果：r = -5
‘ >>> ’ 表示無符號右移，也叫邏輯右移，即若該數為正，則高位補0，而若該數為負數，則右移後高位同樣補0
注：以下數據類型默認為int 32位
正數： r = 20 >>> 2
的結果與 r = 20 >> 2 相同；
負數： r = -20 >>> 2
-20原碼：10000000 00000000 00000000 00010100
反碼：11111111 11111111 11111111 11101011
補碼：11111111 11111111 11111111 11101100
右移：00111111 11111111 11111111 11111011
結果：r = 1073741819
最後，若有不足或者不正之處，歡迎指正批評，感激不盡！
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