根據實驗檔案裡的提示，補充15段**，熟悉對整型和浮點型數的操作，並成功除錯執行。
1. bitand
要求只運用~和|符號實現and的功能。a and b=not(not a or not b),根據德摩根律易得結果。
int bitand(int x, int y)
2. getbyte
得到x的第n個位元組的值，規定其中x的最低位為第0個位元組，最高位為第3個位元組。如果是第0個位元組，將x右移0個位元組再利用掩碼0xff將高位的三個位元組置為0。如果是求第1個位元組，將x右移1個位元組，同理利用掩碼。
可以知道，將x右移n個位元組也就是n*8位、即(n<<3)位。
接下來清除前三個高位位元組，保留最低位元組的資訊，與0xff進行&運算。
int getbyte(int x, int n)
3. logicalshift
邏輯右移是將移動後補充的高位置0，而算數右移時補充的和符號位相同。對於字x，需要進行邏輯右移n位。將x用s******x表示，s為符號位，算術右移n-1位的結果為ss…sxx..
（有n個s）。想要得到的結果是00…***..(n個0)，所以如果能得到s』s』…s』111..
（n個s』）的話，按位與就能得到結果。首先提取符號位t，1左移31位得到100..00，與x進行按位與操作得到s000..
0，接著算術右移n位，得到ss..s00..00（n+1個s），再左移1位，得到s..
s0..0(n個s)，取反得到s』s』..s』111..
1。這樣就能得到邏輯右移n位的結果了。注意，在得到s』s』…111的過程中，不能直接將s00..
0右移n-1位，考慮特殊情況，n為0時，右移-1位是不正確的。
int logicalshift(int x, int n)
4. bitcount
要求計算32位二進位制數x中1個個數。如果每次建立乙個000..01..
0的數按位與，再將結果全部相加的話，2*32+1+1肯定會超過最大操作次數限制。那麼可以想到，不檢測每一位，而一次檢測某幾位。這裡每次檢測4位。
初始化tmp=0x1111，x與之按位與，檢測每次第24,16,8,0位上的數字是否為1。將x右移i(1<=i<=7)位，再和temp進行按位與，結果加給val。利用val值的累加，分別計算每四個位元組（8位）上1的個數。
最後將val的四個位元組的值相加，保留最低位元組（8位）的資訊，即為x中1個個數。
int bitcount(int x)
5. bang
要求計算！x的結果，不能使用!運算子。
如果x=0,!x=1,否則!x=0。
對於特殊的0作分析，可以發現0的補碼和原碼相等，均為00..00，負數的補碼符號位為0，原碼符號位為1，而對正數進行取反+1時，符號位也與原碼不同。因此，如果能求得x取反+1的數的符號位，再異或、取反，就可以得到！
x。假設t=~x+1，x|t的最高位就是想得到的符號位，進行右移31位就可以移動至最低位，再與0x01進行按位與，就可以得到結果。
int bang(int x)
6. tmin
要求獲得補碼編碼的最小數。由書本p40的公式可知，當負權的係數、即符號位為1時，補碼表示負數，若後面的求和為0，值最小。也就是說補碼能表示的最小值是[10…0]。
也就是0x01<<31。
int tmin(void)
7. fitsbits
如果x可以被n位補碼表示則返回1，否則返回0。恰能用n位表示的補碼，最高位是符號位，其他n-1位表示該數的值，如果右移n-1位，均為符號位，非負數為0，負數為1。因此分兩種情況討論，如果是非負數，右移n-1位再取反是1，符號位取反是1，相與為1；如果是負數，x先取反再右移n-1位，取反後為1，與符號位的反相與，也為1。
考慮完這兩種情況後，用|符號連線。如果x不能被n為補碼表示，右移n-1位之後不全是符號位，經過!操作之後值為0，這樣與符號位的取反相與的結果就是0了，即不能被表示。
一開始對於案例存有疑問，認為5和-4都不能被3位補碼表示，至少需要4位。後來發現我是轉化為了原碼，認為不能用3位表示，但根據補碼編碼的公式，3位補碼的表示範圍為-4~3，因此-4是可以由3表示的。
int fitsbits(int x, int n)
8. divpwr2
計算x/(2^n)的值。一般算術右移等價於除以x的冪，但由於移位結果如果需要捨入，是向下捨入而不是向零捨入，所以對於負數來說直接移位得到的結果不一定正確。此時移入「偏置」一詞，見書本p65~66,可以得到，對於負數，先加上2^n-1的偏移量可以消除問題，得到正確的結果。
因此先算出2^n-1的值，即（1 9. negate 求出x的相反數。由於在計算機中整型資料以補碼編碼進行儲存，由公式可知，無論是非負數還是負數，進行取反加一都能得到相反數。因此直接return ~x+1。 int negate(int x) 10. ispositive 要求判斷x是否為正數，有兩個條件，符號為0，並且非符號位不全為0。反之，如果符號位為1，或者x取反為1（就是0的情況），說明不是正數。因此直接return ! ((x>>31)|(!x))。 int ispositive(int x) 11. islessorequal 如果x<=y返回1，否則返回0。題目等價於判斷x-y<=0是否成立，也就是x-y的正負。當x,y同號時，只需判斷x-y的正負性，如果為非負數，則成立。 當x,y異號時，可能會發生溢位，要求結果與x的符號一致。先分別求得符號位，(x>>31)&1，(y>>31)&1。如果x,y異號，只要x的符號位為1即可，如果x,y同號，要求y-x符號位為0。 返回值分別考慮這兩種情況即可，返回(!(sx^sy)&s)|((sx^sy)&sx)。 int islessorequal(int x, int y) 12. ilog2 限定x>0，求以x為底的log值。由於是32進製數，取對數的結果不會超過31，可以用五位的二進位制數來表示。又可以知道，結果只和為1的最高位有關，因此只要找到從左邊起第乙個1的序號。 利用二分法，判斷32位數的左半邊16位是否全為0，如果全為0則丟棄，否則右移，再判斷16位的左半邊8位是否全部為0，如此重複，直到只剩下最後乙個數，將每次得到的數相加，即可得到結果。 int ilog2(int x) { int s1,s2,s3,s4,s5; int s=!!(x>>16);//whether x's left 16 bits aren't all 0 s1=s<<4; x=x>>s1; s=!!(x>>8); s2=s<<3; x=x>>s2; s=!!(x>>4); s3=s<<2; x=x>>s3; s=!!(x>>2); s4=s<<1; x>>=s4; s=!!(x>>1); s5=s; return s1+s2+s3+s4+s5; 13. float_neg 計算無符號浮點數x的相反數。當x=nan時，直接返回引數。當x! =nan時，將符號位取反，返回-x即可。另外，32位浮點數的符號位s佔1位，階碼exp佔8位，尾數frac佔23位。可以先利用與0x80000000按位異或，改反符號位，再將x與0x7ffffffff按位與，將所得值tmp與nan（0x7f800000）進行比較，如果大於nan,則直接將uf賦值給result返回。 unsigned float_neg(unsigned uf) { unsigned result; unsigned tmp; result=uf^0x80000000;//reverse sign flag tmp=uf&(0x7fffffff); 實驗2 流水線及流水線中的衝突 實驗報告 姓名 學號 班級 學院專業班級 姓名學號 實驗時間實驗室實驗台 指導老師簽字成績 一.實驗目的 1 理解計算機流水線基本概念。2 理解mips結構如何用5段流水線來實現，理 3 解各段的功能和基本操作。4 加深對資料衝突 結構衝突的理解，理解這兩類衝突對cp... 班級姓名 2010級 實驗日期學號 2013.3.29 實驗成績 實驗名稱cache效能分析實驗目的 要求及器材實驗內容 步驟及結果 1.加深對cache的基本概念，基本組織結構以及基本工作原理的理解。2.掌握cache容量，相關度。塊大小對cache效能的影響。3.掌握降低cache不命中率的各種... 一 計算機的多層次結構分為哪幾層？答 層次結構由高到低分別為 應用語言機器級 搞基語言機器級 組合語言機器級 作業系統機器級 傳統機器語言機器級和微程式機器級。二 軟 硬體取捨的三個基本原則是什麼？答 1 考慮在現有硬 器件 主要是邏輯器件和儲存器件 條件下，系統要有高的效能 比，主要從實現費用 速...計算機系統結構實驗2報告
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計算機系統結構簡答題 2