Sign-extension

释义 Definition

符号扩展：在计算机中把一个较短位宽的有符号整数转换成更长位宽时，通过复制最高位的符号位（sign bit）到新增的高位，来保持数值不变的过程。常见于从 8 位到 32 位、从 16 位到 64 位等转换。（相对概念：zero-extension 零扩展用于无符号数）

发音 Pronunciation

/ˈsaɪn ɪkˌstɛnʃən/

例句 Examples

The CPU sign-extends an 8-bit value to 32 bits.
CPU 会把一个 8 位的数进行符号扩展到 32 位。

When decoding the instruction, the processor sign-extends the 16-bit immediate so arithmetic works correctly for negative numbers.
在解码指令时，处理器会对 16 位立即数做符号扩展，以确保对负数的算术运算结果正确。

词源 Etymology

由 sign（符号） + extension（扩展） 组成。这里的 sign 指二进制补码表示里最高位用来表示正负的“符号位”，extension 指把位宽“扩展”到更长；合起来就是“通过扩展符号位来扩展位宽”的技术术语，常见于计算机体系结构与数字电路语境。

相关词 Related Words

• Two's-Complement
• Sign-Bit
• Zero-Extension
• Immediate
• Bit-Width
• Arithmetic-Shift
• Overflow
• Integer

文献与名著用例 Literary Works

• Computer Organization and Design（Patterson & Hennessy）：在指令译码、立即数处理与数据通路章节中讨论 sign extension。
• *Computer Systems: A Programmer’s Perspective (CS:APP)*（Bryant & O’Hallaron）：讲解整数表示、类型转换与位级运算时涉及符号扩展现象。
• Digital Design and Computer Architecture（Harris & Harris）：在补码运算与硬件实现部分使用 sign extension 术语。
• ARM Architecture Reference Manual：描述指令中的立即数与加载/扩展行为时常出现 sign-extend / sign extension。