1、1课程实验报告课 程 名 称： 计算机组成与结构实验项目名称： datalab专 业 班 级： 通信 1301 班姓 名：学 号：指 导 教 师： 某神完 成 时 间： 2015 年 4 月 17 日计算机科学与工程系2实验题目：datalab实验目的：完善bit.c里的各个函数，实现其功能，并通过btest的测试。实验环境：个人电脑、linux发行版本。*实验内容及操作步骤：第一步：完善bits.c里的各个函数，代码如下：(1).bitAnd函数，要求如下：/* bitAnd - x(2).getByte函数，要求如下：/* getByte - Extract byte n from wor
2、d x* Bytes numbered from 0 (LSB) to 3 (MSB)* Examples: getByte(0x12345678,1) = 0x56* Legal ops: ! #另一种思路：/*int t;t=(1nt=(tn)* Max ops: 40* Rating: 4*/#思路：*计算32位二进制x中1的个数*如果依次检测x的每一位，ops会超出所给限操作符数；*类似，由于bitcount结果不会超过32，故可以利用一个32位二进制数将每次的检测位数设定为m（mi的0，8，16，24位是否为1；*利用val累加分别计算4个字节上1的个数，val的每个字节的值为对应x
3、每个字节上的1的个数；*最后将得到val四个字节的值相加，即x四个字节上1的个数的和，保留最低字节的信息，为最后结果。#代码：int bitCount(int x) int tmp=(0x011); /检测x的1，9，17，25位是否为1val+=tmp /.val+=tmpval+=tmpval+=tmpval+=tmpval+=tmp /检测x的7，15，23，31位是否为1val+=(val16); /将val的高16位加到低16位上val+=(val8); /再将val的高8位加到低8位上return val /保留val的最低byte信息 为最终结果#贴一下某神代码（如果实验可以用0
4、x0-0xff以外的数）：*二分合并，log级别复杂度*5(5).bang函数，要求如下：/* bang - Compute !x without using !* Examples: bang(3) = 0, bang(0) = 1* Legal ops: (6).tmin函数，要求如下：/* tmin - return minimum twos complement integer* Legal ops: ! return (s(8).divpwr2函数，要求如下：/* divpwr2 - Compute x/(2n), for 0 * Max ops: 15* Rating: 2*/#思
5、路：*求x/(2n)*分x为负数和非负数两种情况：*当x为非负数时，直接将x右移n位即可；*当x为负数时，如果x移出的位中不全为零，则结果为右移n位后的结果加一。*负数情况证明如下（某神给出的证明）：xn)+1*若x的后n位不全为0 则x+1与x的n+132位相同（从1开始编号）故有(x+1)n)+1=(x)n)+1=(xn)+1*若x的后n位全部为0 则x+1的n+132位与x+(1n)+1=(xn)+1)=xn得证。#代码：int divpwr2(int x, int n) int s=!(x31); /取x的符号位的bool值int t=(1n)+(!lowx)(9).negate函数，
6、要求如下：/* negate - return -x* Example: negate(1) = -1.* Legal ops: ! (10).isPositive函数，要求如下：/* isPositive - return 1 if x 0, return 0 otherwise* Example: isPositive(-1) = 0.* Legal ops: ! /s表示x的符号位22)1(2)12()1x(2 U )12()12( )x(2U)12()x(2 U 12)x(2 U )x(2 U 2)x(2 U 101010w 10ww 1010得证。 写成将由 wi iiwi iiwi
7、 iiw wi iiww wi iiww wi iiw xxxT xTT xTT xT8return s /返回x为正数满足的条件/*return !(x31)|(!x);*/(11).isLessOrEqual函数，要求如下：/* isLessOrEqual - if x * Max ops: 24* Rating: 3*/#思路：*判断x=0是否成立，转化成判断y-x的正负；*当x和y同号时，y-x不会发生溢出，判断y-x是否为非负数即可；*当x和y异号时，y-x可能会发生溢出，其结果一定和y的符号一致。#代码：int isLessOrEqual(int x, int y) int sx=
8、!(x31); /sx表示x的符号位int sy=!(y31); /sy表示y的符号位int z=y+(x+1); /z=y-xint s=!(z31); /s表示z的符号位return (!(sxsy) /返回上述思路中两种情况(12).ilog2函数，要求如下：/* ilog2 - return floor(log base 2 of x), where x 0* Example: ilog2(16) = 4* Legal ops: ! s=!(x16); /判断最高位是否在高16位上s1=s=s1; /x相应右移s=!(x8); /判断最高位是否在高8位上s2=s=s2; /x相应右移s
9、=!(x4); /.s3=s=s3;s=!(x2);s4=s=s4;s=!(x1);s5=s; /最后一位return s1+s2+s3+s4+s5;/累加得出结果(13).float_neg函数，要求如下：/* float_neg - Return bit-level equivalent of expression -f for* floating point argument f.* Both the argument and result are passed as unsigned ints, but* they are to be interpreted as the bit-le
10、vel representations of* single-precision floating point values.* When argument is NaN, return argument.* Legal ops: Any integer/unsigned operations incl. |, /初始化expint frac=0; /用来保存尾数11int delta; /保存精度int frac_mask=(1i)exp=i+127; /偏置指数e=E+Bias，Bias=127x=x8); /frac取尾数（取x的高23位）x=x /保留x的末8位，将处理的精度delta
11、=x128|(x=128)/处理精度，四舍五入frac+=delta; /加上精度if(frac23) /如果尾数溢出frac /取尾数的后23位exp+=1; /产生进位return s|(exp23) /取阶码int frac=ufif(exp0xff) /如果阶码部分不为255if(!exp) /阶码部分不为0frac=1; /将尾数左移一位即可else /如果阶码为0exp+; /将阶码加1if(exp=255) /所得阶码为255frac=0; /将尾数设置为0，表示无穷大 /省略else情况，即uf为NaNreturn s|(exp23)|frac; /整合结果并返回第二步：在Linux下测试函数是否正确，指令如下：*编译：./dlc bits.c*测试 make btest./btest*实验结果及分析：13如上图，测试后结果完全正确，说明思路和代码全部正确。*收获与体会：通过本实验，我对各种数据类型的在计算机中的表示方法有了更好的了解；用各种运算符在一定的操作数限定内实现了函数的功能，更加熟悉了各种运算符，锻炼了思维和代码能力。实验成绩
