中国海洋大学计算机基础实验报告

中国海洋大学计算机科学与技术系实验报告姓名：学号：专业：科目：计算机系统原理题目：Lab1的实验实验时间: 2019/11/09实验成绩: 35/35 实验教师:一、实验目的：1更好地熟悉和掌握计算机中整数和浮点数的二进制编码表示。

2.实验中使用有限类型和数量的运算操作实现一组给定功能的函数,在此过程中加深对数据二进制编码表示的了解3.熟悉linux基本操作命令，其中常用工具和程序开发环境4.完善bits.c的各个函数，实现其功能，并通过.btest的测试二、实验要求1.尽快熟悉linux基本操作命令，还有其中常用工具和程序开发环境2.除浮点数函数实现外，只能使用顺序程序结构，禁用if, do, while, for, switch等。

⏹有限操作类型，！~ & ^ | + << >> 各函数不一样⏹禁用（！=、==、&&、|| 等组合操作符）⏹常量值范围0~255⏹禁用强制类型转换⏹禁用整型外的任何其它数据类型⏹禁用定义和宏⏹不得使用函数⏹具体要求可参看bits.c各函数框架的注释⏹可以使用循环和条件控制；⏹可以使用整型和无符号整型常量及变量（取值不受[0,255]限制）；⏹不使用任何浮点数据类型、操作及常量。

⏹可以使用int和unsigned两种整型数据⏹禁用浮点数据类型、struct、union或数组结构。

⏹浮点数函数均使用unsigned型数据表示浮点数据。

⏹float_abs等函数必须能处理全范围的变量值，包括(NaN)和infinity。

三、实验内容（所修改函数代码，功能以及重要代码的解释）：主要操作内容：位操作函数; 补码运算函数; 浮点数表示函数/** lsbZero - set 0 to the least significant bit of x* Example: lsbZero(0x87654321) = 0x87654320* Legal ops: ! ~ & ^ | + << >>* Max ops: 5* Rating: 1*//*功能：将将整形x最后一位置零*/int lsbZero(int x) { //rightx >>= 1;x <<= 1;return x;}/** byteNot - bit-inversion to byte n from word x* Bytes numbered from 0 (LSB) to 3 (MSB)* Examples: getByteNot(0x12345678,1) = 0x1234A978* Legal ops: ! ~ & ^ | + << >>* Max ops: 6* Rating: 2*//*功能：将指定第n个（这里的顺序从后面数起）字节（8位）与1异或*/int byteNot(int x, int n) { //rightint y = 0xff;//先预定一个8位的11111111n <<= 3;//将n*8,为了后续字节的移动y <<= n;//将这8个1移动到n所指的字节x = x^y;return x;}/** byteXor - compare the nth byte of x and y, if it is same, return 0, if not, return 1* example: byteXor(0x12345678, 0x87654321, 1) = 1* byteXor(0x12345678, 0x87344321, 2) = 0* Legal ops: ! ~ & ^ | + << >>* Max ops: 20* Rating: 2*//*判断x与y第n个字节是否相同*/int byteXor(int x, int y, int n) { //rightn <<= 3;x >>= n;y >>= n;x = x&(0xff);y = y&(0xff);return !!(x^y);//这里的两个！！是为了让（x^y）的结果为0或1，而不是一个具体的数，例如：！！8 = 1}/** logicalAnd - x && y* Legal ops: ! ~ & ^ | + << >>* Max ops: 20* Rating: 3*//*实现逻辑与*/int logicalAnd(int x, int y) { //rightx = !x|!y;//只要x和y中有一个0，x就是1return !x;//为了符合要求取反}/** logicalOr - x || y* Legal ops: ! ~ & ^ | + << >>* Max ops: 20* Rating: 3*//*实现逻辑或*/int logicalOr(int x, int y) { //rightx = x | y;return !!x;//让x规范输出}/** rotateLeft - Rotate x to the left by n* Can assume that 0 <= n <= 31* Examples: rotateLeft(0x87654321,4) = 0x76543218* Legal ops: ~ & ^ | + << >> !* Max ops: 25* Rating: 3*//*将x的前n位移动到后面去*/int rotateLeft(int x, int n) { //rightint toZero = ~(((1<<31)>>31)<<n); //获得11.........000（32-n个1,n个0）x = ((x>>(32+(~n+1)))&toZero) + (x<<n);//（32+（~n+1））的意思是32-n; return x;}/** parityCheck - returns 1 if x contains an odd number of 1's* Examples: parityCheck(5) = 0, parityCheck(7) = 1* Legal ops: ! ~ & ^ | + << >>* Max ops: 20* Rating: 4*//*判断这个2进制数是否为奇数个1*/int parityCheck(int x) {/*这个方法的思想就是先让后16位和前16位来比较相同位置的1异或后会变成0也就是偶数个1会被削掉一部分然后保存到前16位（后面的16位不用管了）然后用前16位中的后8位与前8位比较以此类推*/int y = x<<16;y = y^x;y = y^(y<<8);y = y^(y<<4);y = y^(y<<2);y = y^(y<<1);y >>= 31;y = y&1;return y;}/** mul2OK - Determine if can compute 2*x without overflow* Examples: mul2OK(0x30000000) = 1* mul2OK(0x40000000) = 0** Legal ops: ~ & ^ | + << >>* Max ops: 20* Rating: 2*//*判断这个2进制数乘以2后会不会溢出*/int mul2OK(int x) { //right/*这个方法的思想就是发现了一个规律：只要这个2进制数前两位不一样就会溢出*/int f = ~((1<<31)>>30);int a = (x >> 31)&f;//the firstint b = (x >> 30)&f;//the secondint c = (~(a^b)&f);return c;}/** mult3div2 - multiplies by 3/2 rounding toward 0,* Should exactly duplicate effect of C expression (x*3/2),* including overflow behavior.* Examples: mult3div2(11) = 16* mult3div2(-9) = -13* mult3div2(1073741824) = -536870912(overflow)* Legal ops: ! ~ & ^ | + << >>* Max ops: 12* Rating: 2*//*乘以2/3*/int mult3div2(int x) { //right/*注意，这里的顺序不能变，只能先乘以3，再除以2，因为关系到溢出的判断*/ x = (x << 1) + x;//乘以3等价于，这个数乘以2加上他本身x += (x >> 31)&(~((1<<31)>>30));//如果x是负数，则x在除以2时要加上一个偏移量x >>= 1;return x;}/** subOK - Determine if can compute x-y without overflow* Example: subOK(0x80000000,0x80000000) = 1,* subOK(0x80000000,0x70000000) = 0,* Legal ops: ! ~ & ^ | + << >>* Max ops: 20* Rating: 3*//*判断x-y后会不会溢出*/int subOK(int x, int y) {int z = x + ~y + 1;//x - yint f = ~((1<<31)>>30);//获取数0000 (001)//获取他们的符号位x = (x>>31)&f;y = (y>>31)&f;z = (z>>31)&f;//发现规律，x与y和z的符号位不同时会溢出//意思就是正数减去负数为负数就是溢出//负数减去正数为正数就是溢出return !((x^y)&(x^z));}/** absVal - absolute value of x* Example: absVal(-1) = 1.* You may assume -TMax <= x <= TMax* Legal ops: ! ~ & ^ | + << >>* Max ops: 10* Rating: 4*//*取x的绝对值*/int absVal(int x) { //rightint y = x >> 31;//符号位，得到的y只能是全为1或全为0。