По крайней мере большинство современных процессоров (если не все) представляют отрицательные числа с помощью метода two's complement, используя первый бит для обозначения знака числа (0 - положительное, 1 - отрицательное). Этот метод состоит в следующем: все биты в значении инвертируются, после чего к значению прибваляется единица. Это может звучать непонятно, но с примером обычно приходит базовое понимание, что отсчет просто ведется "сверху вниз":
0b0111 = 111 = 7, первый бит равен нулю = число положительное
0b1111 = ~1111 + 1 = 0000 + 1 = 0001 = 1, т.е. 1111 соответствует минус одному
0b1110 = ~1110 + 1 = 0001 + 1 = 0010 = 2 => -2
0b1101 = ~1101 + 1 = 0010 + 1 = 0011 = 3 => -3
...
0b1000 = ~1000 + 1 = 0111 + 1 = 1000 = 8 => -8
Java, конечно, использует для простоты именно эту конвенцию, поэтому для получения числа минус N
необходимо
- перевести N в двоичный вид
- применить метод two's complement (он обратен сам себе) к полученному значению
Чаще всего эти операции без проблем получается совершить в уме. Для -127:
127 = 0b01111111
complement(127) = ~0b01111111 + 1 = 0b10000000 + 1 = 0b10000001
Что и было продемонстрировано в соседнем ответе. Здесь же, кстати, можно увидеть, что диапазон отрицательных чисел на единицу больше - это происходит из-за того, что ноль занимает одно место в диапазоне положительных чисел.