1.为什么要使用二进制？
首先我们需要知道：
计算机底层的存储方式：所有数字在计算机底层都以二进制形式存在。
二进制数据的存储方式：所有的数值，不管正负，底层都以补码的方式存储。
二进制是机器语言，由于计算机并不能像人一样计算与思考，而使用二进制，仅用0、1来表示，0和1分别表示高低电频，使计算机处理起来更方便也更加高效。
2.关于原码，反码，补码，以及之间的转换：
十进制中的正数转换为二进制后原码，反码，补码都相同。 以下讨论为负数时的情况：
原码：直接将一个数值转换为二进制，最高位是符号位。符号位正数为0，负数为1。
反码：除符号位，对原码进行按位取反。
补码：该数值的反码+1。
eg:数值：-14
原码： 10000000 00000000 00000000 00001110
反码： 11111111 11111111 11111111 11110001 除符号位按位取反
补码： 11111111 11111111 11111111 11110010 反码基础上加一
我们已经知道了原码-->反码-->补码 的转换。
接下来了解从补码转换成原码：
方法一：逆运算法：补码先进行减一操作，除符号位再按位取反。
方法二：对补码直接进行再补码，得到的是原码。
数值：-14
补码： 11111111 11111111 11111111 11110010
方法一：
减一： 11111111 11111111 11111111 11110001
取反： 10000000 00000000 00000000 00001110 =-14
方法二：
取反： 10000000 00000000 00000000 00001101
加一： 10000000 00000000 00000000 00001110 =-14
十进制转换为二进制的转换：
方法：除二取余的逆
eg:数值：13
13 余数
/2 6 1
/2 3 0
/2 1 1
/2 0 1
取余的逆：1101
3.为什么要使用原码、反码、补码？
首先我们知道了计算机底层是通过二进制进行存储的，并且存储的方式也是补码形式存在的，那么我们先通过计算机的一种方式来进行思考，因为只有 0、1 两种信号方式，那么在进行运算时，加减乘除已经是最基本的运算，并且由于第一位是符号位，计算机不能像人脑一样识别并对之后的值进行运算，那么在设计计算机的时候就应该对计算方式尽量简化，以达到高效识别并运算于是我们通过反码，补码的形式，让符号位也参与运算。目的：让计算机运算更加简便，而且让符号位也参加运算
首先，在我们的数学中，2-1=2+（-1）。那么如果通过这种思想，我们可以让计算机只有加法，那么会简便很多，并且会简化计算机的冗余。
3.1为什么不使用原码计算？
eg: 2+（-1）
如果通过原码计算：
00000000 00000000 00000000 00000010 2
+10000000 00000000 00000000 00000001 +-1
=10000000 00000000 00000000 00000011 =-3
如果通过反码计算：
00000000 00000000 00000000 00000010 2
+11111111 11111111 11111111 11111110 +-1 （在计算时，高位溢出后在低位上补）
=00000000 00000000 00000000 00000001 = 1
如果通过补码计算：
00000000 00000000 00000000 00000010 2
+11111111 11111111 11111111 11111111 +-1 （在计算时，高位溢出后就忽略不计）
=00000000 00000000 00000000 00000001 = 1
首先通过原码计算已经得出，在有负数的情况下，结果是不对的，所以不采用原码。
那么，反码和补码结果都对时，为什么不使用反码呢？
下面我们来看一个例子：
eg:1+(-1)
使用反码计算：
00000000 00000000 00000000 00000001 （反码） 1
+11111111 11111111 11111111 11111110 （反码） +-1
=11111111 11111111 11111111 11111111 （反码）
=10000000 00000000 00000000 00000000 （原码） =-0
从例子中可以看出，1+（-1）=-0 ，而我们的常识中0是偶数，是不分正负的。
于是问题出现：两个编码同时表示0。[10000000 00000000 00000000 00000000] 与[00000000 00000000 00000000 00000000]
那么我们再来看补码：
eg:1+(-1)
使用补码进行计算：
00000000 00000000 00000000 00000001 （1的补码）
+11111111 11111111 11111111 11111111 （-1的补码）
=00000000 00000000 00000000 00000000 =0
于是通过补码我们找到更好的解决方式来解决编码问题，解决了两个编码表示零的问题，并且我们把在反码中的-0用来表示最低数，例如，byte中用[10000000]表示-128,用[00000000]表示0。最终：通过补码, 我们修复了由于0而存在的符号问题以及存在两个编码的问题, 并把-0用来表示一个最低数。
4.解惑：byte的取值范围为什么是 -128~127.
首先byte是由8位二进制来表示：
那么2^8=256,但是我们不仅要表示正数还要表示负数，那么为什么是-128~127呢？
因为我们需要一半用来表示正数，一半用来表示负数。那么，第一位叫符号位，之后的都是真值，最大为01111111=127. 而11111111表示的是-127。用000000000表示0，用10000000表示-128（此时-128是没有原码和补码的）。
11111111转为二进制是-127（第一位是符号位），-128又是如何表示的呢？
解答：
首先第一位是符号位，不进行表示数值，那么仅有后七位来进行表示数值，但是通过补码的使用，解决了。
如果觉得我解释的不够清楚，推荐看这一篇：计算机底层基础----原码、反码、补码以及为什么要用反码和补码_libraryhu的专栏-CSDN博客
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