深入理解计算机系统（第三版）第二章重要内容摘要

第二章

2.1.3寻址和字节顺序

#include <stdio.h>
typedef unsigned char *byte_pointer;
void show_bytes(byte_pointer start,size_t len){
    size_t i;
    for(i=0;i<len;++i)
        printf("%.2x",start[i]);
        printf("
");
}
void show_int(int x){
    show_bytes((byte_pointer)&x,sizeof(int));
}
void show_float(float x){
    show_bytes((byte_pointer)&x,sizeof(float));
}
void show_point(void* x){
    show_bytes((byte_pointer)&x,sizeof(void*));
}
void test_show_bytes(int val){
    int ival=val;
    float fval=(float)val;
    int *pval=&ival;
    show_int(ival);
    show_float(fval);
    show_point(pval);
}
int main(){
    int i=12345;
    test_show_bytes(i);
    return 0;
}

2.2.3补码编码

有符号数的三种表示方法

补码：

反码：

原码：

2.3.3补码的非

2.3.7除以2的幂

2.4.2 IEEE浮点表示

　　值1.0的位表示的阶码字段除了最高有效位为0之外，其它位都等于1。它的尾数值M=1，而它的阶码值E=$2^{k-1}-2^{k-1}$=0

2.4.4舍入

2.4.5浮点运算

浮点加法不具有结合性

浮点乘法不具有结合性和分配性

2.4.6C语言中的浮点数

第一章课后练习

1.1

　　A　　加速比$S=T_{old}/T_{new}=frac{1}{(1-a)+frac{a}{k}}=frac{1}{(1-0.6)+frac{0.6)}{1.5)}}=1.25$

　　B　　$S=T_{old}/T_{new}=frac{1}{(1-a)+frac{a}{k}}$可推出$1.67=frac{1}{(1-0.6)+frac{0.6}{k}} approx3$即3*100=300公里每小时

1.2

　　$2=frac{1}{(1-0.8)+frac{0.8}{k}} approx2.66$

第二章课后练习

练习2.1

　　A　　$0x39A7F8 ightarrow001110011010011111111000$

　　B　　$1100100101111011 ightarrow0xC97B$

　　C　　$0xD5E4C ightarrow11010101111000101100$

　　D　　$1001101110011110110101 ightarrow0x26E7B5$

练习2.2

n	$2^n(十进制)$	$2^n(十六进制)$
9	512	0x200
19	524288	0x80000
14	16384	0x4000
16	65536	0x10000
17	131072	0x20000
5	32	0x20
7	128	0x80

练习2.3

十进制	二进制	十六进制
0	00000000	0x00
167	10100111	0xA7
62	00111110	0x3E
188	10111100	0xBC
55	00110111	0x37
136	10001000	0x88
243	11110011	0xF3
82	01010010	0x52
172	10101100	0xAC
247	11100111	0xE7

练习2.4

　　A　　0x503c+0x8=0x5044

　　B　　0x503c-0x40=0x4ffc

　　C　　0x503c+64=0x503c+0x40=0x507c

　　D　　0x50ea-0x503c=0x50bd

练习2.5

int main(){
    int i=0x87654321;
    byte_pointer valp=(byte_pointer)&i;
    show_bytes(valp,2);
    return 0;
}

　　　　小端法：21

　　　　大端法：87

　　　　小端法：2143

　　　　大端法：8765

　　　　小端法：214365

　　　　大端法：876543

练习2.6

　　　　$0x00359141 ightarrow001101011001000101000001$

　　　　$0x4A564504 ightarrow01001010010101100100010100000100$

　　　　　　　　001101011001000101000001

　　　 01001010010101100100010100000100

　　　　总共有21位匹配

　　　　串的头尾不匹配

练习2.7

int main(){
    const char *s="abcdef";
    show_bytes((byte_pointer)s,strlen(s));
    return 0;
}

　　616263646566

练习2.8

运算	结果
a	[01101001]
b	[01010101]
~a	[10010110]
~b	[10101010]
a&b	[01000001]
a\|b	[01111101]
a^b	[00111100]

练习2.9

R	G	B	颜色	补集
0	0	0	黑色	白色
0	0	1	蓝色	黄色
0	1	0	绿色	红紫色
0	1	1	蓝绿色	红色
1	0	0	红色	蓝绿色
1	0	1	红紫色	绿色
1	1	0	黄色	蓝色
1	1	1	白色	黑色

蓝色|绿色=蓝绿色

黄色&蓝绿色=绿色

红色^红紫色=蓝色

练习2.10

void inplace_space(int *x,int *y){
    *y=*x^*y;/* Step1 */
    *x=*x^*y;/* Step2 */
    *y=*x^*y;/* Step3 */
}

每个元素就是它自身的加法逆元(a^a=0)

步骤	*x	*y
初始	a	b
第一步	a	a^b
第二步	b	a^b
第三步	b	a

练习2.11

　　A变量first和last都为k+1

　　B由上图可知第一步时last值就为0(a^a)了

　　C去掉=即可

void reverse_array(int a[],int cnt){
    for(int first=0,last=cnt-1;first<last;inplace_space(&a[first++],&a[last--]));
}

练习2.12

　　Ax&0xFF

　　Bx^~0xFF

　　Cx|0xFF

练习2.13

　　$bis(x,y)$

　　$bis(bic(x,y),bic(y,x)) ightarrow$x^y=(x&~y)|(~x&y)