Estoy escribiendo un tutorial para enseñar a los niños (de 9 a 13 años) sobre programación. Comencé con las computadoras mismas, no tienen mucho que ver con la informática, se trata más del proceso involucrado con la solución de un problema computacional.

Con ese punto de partida, los estoy guiando hacia un entendimiento de que las máquinas pueden ayudarnos con ciertos problemas computacionales. Las personas son excelentes en el pensamiento abstracto y la imaginación, pero las computadoras son IMPRESIONANTES al seguir una rutina bien especificada. ¡Pueden hacerlo una y otra vez, a una velocidad increíble!

Representar números en formato binario ya se ha cubierto en mi tutorial. Pero, ¿cómo representas números negativos? Hay muchas maneras de hacer esto, en cualquier sistema de notación, pero el sistema elegido para computadoras es por una razón muy específica: para reducir la cantidad de maquinaria involucrada con la adición de valores enteros con signo. ¡No queremos tener que construir y construir chips separados solo para manejar números negativos, queremos usar los mismos chips que hemos estado usando para la aritmética de números naturales!

Si alguien te pregunta en la calle (tan poco realista como parece) "¿cómo representan las computadoras los números negativos y por qué los representan de esta manera?"

Mis preguntas específicas:

Cómo representan las computadoras los números negativos?

¿Por qué las computadoras representan números negativos de esta manera?

Supongo que muchos desarrolladores experimentados tendrían que pensar un poco en esto. Es posible que algunos ni siquiera puedan dar una respuesta. No estoy tratando de ser pomposo, esto es por experiencia real, he hecho esta pregunta a los desarrolladores profesionales y no pueden responderla. Dibujan una mirada en blanco. Déles JBoss y JavaBeans y lo impulsarán con confianza. ¡Muy divertido! Yo también lucho con esta pregunta, tengo que recordarme las respuestas cada vez y necesito un pedazo de papel o pizarra para encontrar una solución. Lo que espero es guiar a los estudiantes hacia una mejor comprensión de la máquina con la que están trabajando.