datalab-handout实验报告.doc

湖南大学课程实验报告 课 程 名 称： 计算机组成与结构 实验项目名称： atalab-handout 专 业 班 级： 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 时 间： 2015 年 04 月 23 日计算机科学与工程系实验题目：datalab-handout实验目的：根据bits.c中的要求补全其中的函数，并根据README中的要求在linux环境下检测函数是否符合要求。实验环境：Ubuntu14.04 x86系统实验内容及操作步骤：int bitAnd(int x, int y) return (x)|(y);运用了德摩定律，(x)|(y)= ( (x)& ( (y)=x&y。int getByte(int x, int n) return (x(n3)&255;要从x中提取一个字节，而字节编号为03。一个字节为8位2进制。n(n3)即为x只保留下除去最后n*8位剩下的部分。再&255则只保留剩下的最右一个字节。得出的结果便为编号指定要提取的那个字节。int logicalShift(int x, int n) int mask=(1n)n);(1n)n)即为将x算术右移n位后并上mask这个前n位为0的掩码，使当x为负数时位移补1换为补0。int bitCount(int x) int result; int tmp_mask1=(0x55)|(0x558); int mask1=(tmp_mask1)|(tmp_mask116); int tmp_mask2=(0x33)|(0x338); int mask2=(tmp_mask2)|(tmp_mask216); int tmp_mask3=(0x0f)|(0x0f8); int mask3=(tmp_mask3)|(tmp_mask316); int mask4=(0xff)|(0xff16); int mask5=(0xff)|(0xff1)&mask1); result=(result&mask2)+(result2)&mask2); result=(result+(result4)&mask3; result=(result+(result8)&mask4; result=(result+(result16)&mask5; return result;本题采用二分法，先计算x每两位中1的个数，并用对应的两位来储存这个个数。然后计算每四位1的个数，再用对应的四位进行储存。依次类推，最后整合得到16位中1的个数，即为x中1的个数并输出。int bang(int x) return (x|(x+1)31)&1;(x|(x+1)即当x为0时，结果为（000)2(31个0)。其余情况最首位均为1。因此右移31位后再取反只有x=0时最后一位为1。再&1取最后一位。因此当x=0时得到1，其余情况得到0。int tmin(void) return 131;131即(1000)2(31个0)。其中1是符号位。即为负零，以表示最小的整数。int fitsBits(int x, int n) int shiftNumber=n+33; return !(x(xshiftNumber);shiftNumber=n+33即为-1-n+33=32-n，(xshiftNumber)即先左移32-n位，再右移32-n位，即保留最后n位数。在与x按位异或并逻辑取反，若两者两同即x可被表示为一个n位整数，结果为!0，即返回为1。两者不同则不可表示为n位整数，结果为!(一个非零数)，返回0。int divpwr2(int x, int n) int signx=x31; int mask=(1n;signx=x31为取x的符号位，mask=(1n当x为正数即xn，得到结果符合要求。当x为负数时，需要加上偏置量2n-1得到预期结果，因此加上signx，得到结果符合要求。int negate(int x) return x+1;x+1即-1-x+1=-x。得到结果正确。int isPositive(int x) return !(x31)|(!x);(x31)即取x的符号位，!x为逻辑取反，当x=0时!x=1，其他情况均为0. (x31)|(!x)即当x=0时得到1，x为负数得到1，x为正数得到0。再进行逻辑取反，即当x为正数时返回1，x为0或负数时返回0。int isLessOrEqual(int x, int y) int signx=x31; int signy=y31; int signSame=(x+(y)31)|(!(signxsigny); int signDiffer=signx&(!signy); return signDiffer|signSame;前两步取x、y的符号位，第三步中(x+(y)31为当x-y-1为负数时取1，!(signxsigny)为两者相同时取1，两者相与即使x=y时signSame为1，第四步即当x0时signDiffer为1。最后一步即当x0时必返回1，其余情况则x=y返回1。效果即为如果x 16)(bitsNumber+8)(bitsNumber+4)(bitsNumber+2)(bitsNumber+1); bitsNumber=bitsNumber+(!bitsNumber)+(0)+(!(1x); return bitsNumber;本题与bitcout的方法相似，也为二分法。bitsNumber=(!(x16)(bitsNumber+8)(bitsNumber+4)(bitsNumber+2)(bitsNumber+1);为判断从高到底各位的log情况，这个方法将每位分开求log并相加。 bitsNumber=bitsNumber+(!bitsNumber)+(0)+(!(1x);这一句是当x为零时，还需要减去1才能得到正确的数值。unsigned float_neg(unsigned uf) unsigned result; unsigned tmp; tmp=uf&(0x7fffffff); result=uf0x80000000; if(tmp0x7f800000) result=uf; return result; tmp=uf&(0x7fffffff)为将uf的符号位改为0。 result=uf0x80000000即当uf不是NAN，通过加0x80000000来改变符号位。 if(tmp0x7f800000) result=uf;0x7f800000即无穷大，如果tmp的值比无穷大还大，那就是NAN，则返回uf。unsigned float_i2f(int x) unsigned shiftLeft=0; unsigned afterShift, tmp, flag; unsigned absX=x; unsigned sign=0; if (x=0) return 0; if (x0) sign=0x80000000; absX=-x; afterShift=absX; while (1) tmp=afterShift; afterShift0x0100) flag=1; else if (afterShift & 0x03ff)=0x0300) flag=1; else flag=0; return sign + (afterShift9) + (159-shiftLeft)23) + flag;本题没有理解，都是用的网上的代码。unsigned float_twice(unsigned uf) unsigned f=uf; if (f & 0x7F800000) = 0) f = (f & 0x007FFFFF)1) | (0x80000000 & f); else if (f & 0x7F800000) != 0x7F800000) f =f+0x00800000; return f;第一个if语句判断非规格化的数。其中(f&0x007FFFFF)1作用为令符号位和阶码被屏蔽，令尾数左移。(0x80000000 & f)是将符号位恢复。第二个else if语句判断即为规格化数。f=f+0x00800000即若是规格化数，对它的阶码加1。如果都不满足的话最后会返回uf原来的值。实验结果及分析：根据检测可知，编译通过，并且具体操作步数均低于上限。符合要求。实验成绩