技术标签: logisim与计算机组成
本博客为谭志虎老师的《计算机组成原理实践教程——从逻辑门到CPU》实验记录,因为目前网上并没有本书的答案,错漏在所难免,还请多多指正。
程序在给出的实验包中有,结果我自己傻傻输了一遍,emmm…
电路文件已经托管至Github,欢迎star:点这里
答案:1 2 4 8 16 32 64 128 256 512
提示:二进制数做位运算看看
#include "stdio.h"
void char_hex_out(char a){
const char HEX[] = "0123456789ABCDEF";
int index = a&0x0f;
printf("%c%c",HEX[(a&0xF0)>>4],HEX[a&0x0F]);
}
void four_byte_out(char *addr){
char_hex_out(*(addr+3));
char_hex_out(*(addr+2));
char_hex_out(*(addr+1));
char_hex_out(*(addr+0));
printf("\n");
}
main(){
int a = -1;
int b = 2147483648;
int c = -b;
unsigned int d = -2147483648;
printf("a=%u=%d=0x%x \n",a,a,a) ;
printf("b=%u=%d=0x%x \n",b,b,b) ;
printf("c=%u=%d=0x%x \n",c,c,c) ;
printf("d=%u=%d=0x%x \n",d,d,d) ;
printf("\nd's memory addr=0x%x",&d); //这里是d不是ui,教材印错了
printf("\nd's machine code=0x");
four_byte_out(&d); //这里是d
return;
}
#include "stdio.h"
main(){
int a = 1,b = 2147483647,d = -1,e = -2147483648;
int c = a+b;
int f = e+d;
printf("c=a+b=%d+%d=%d \n",a,b,c);
printf("f=e+d=%d+%d=%d \n",d,e,f);
printf("e+1=%d \n",e+1);
return;
}
原因:
-2147483647 补码1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001
-1 补码1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111
得到-2147483648 补码1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
#include "stdio.h"
main(){
int iarray[]={
5,4,3,2,1};
char *iarr=(char*)iarray;
printf("sizeof(char):%d\n",(int)sizeof(char));
printf("sizeof(short):%d\n",(int)sizeof(short));
printf("sizeof(int):%d\n",(int)sizeof(int));
printf("sizeof(unsigned int):%d\n",(int)sizeof(unsigned int));
printf("sizeof(long):%d\n",(int)sizeof(long));
printf("sizeof(size_t):%d\n",(int)sizeof(size_t));
printf("sizeof(long long):%d\n",(int)sizeof(long long));
printf("sizeof(void *):%d\n",(int)sizeof(void *));
printf("sizeof(iarray):%d\n",(int)sizeof(iarray));
printf("sizeof(iarr):%d\n",(int)sizeof(iarr));
return 0;
}
(1)相等,因为二者都是1后面跟31个零
(2)不是,能,因为一个字四位
(3)反码
(4)小端 由cpu架构决定
很多题目是csapp的,很有价值,当初没怎么认真做,现在算是补回来了(
#include <iostream>
#include <float.h>
#include <limits.h>
using namespace std;
int main()
{
cout << "float 类型能存储的最大值和最小值" << endl;
printf("%.1f\n",FLT_MAX);
printf("%.308f\n",FLT_MIN);
cout << "double 类型能存储的最大值和最小值" << endl;
cout << "DBL_MAX = " << DBL_MAX << endl;
cout << "DBL_MIN = " << DBL_MIN << endl;
cout << "你的32位钱:";
printf("%.1f\n",FLT_MAX+1);
cout << "你的64位钱:";
printf("%.1f\n",DBL_MAX+1);
return 0;
}
从这里我们可以看出来,最大值+1不会造成溢出,只会无法显示
注意:此处的解释取自知乎邱昊宇的回答
16777217.0没法正常表示的问题
原因如下:因为单精度浮点数具 23 位尾数(加上隐藏位是 24 位)
16777217 的二进制数一共有 25 位:第 24 位为 0,第 25 位为 1,后续位都为 0
根据中值取偶规则:
如果第25位是0,不进位;(因为X.OY显然小于中值X.1,离X更近)如果第25位是1,
如果后续存在非0位,进位;(因为X.1Y1Z显然大于中值×.1,离X+1更近)
如果后续位都为0,
如果第24位是0,不进位;(中值×.1的X是偶数,在X和X+1中取偶数X)
如果第24位是1,进位。(中值×.1的X是奇数,在X和X+1中取偶数X+1)
#include <stdio.h>
#include <float.h>
#include <limits.h>
int main(int argc,char**argv)
{
float f1=16777216.0;
float f2=16777217.0;
float f3=1677218.0;
printf("16,777,216:%f\n",f1);
printf("16,777,217:%f\n",f2);
printf("16,777,218:%f\n",f3);
printf("f1==f2?%s",f1==f2?"true":"false");
return 0;
}
结果直接停止运行
#include <stdio.h>
#include <float.h>
#include <limits.h>
union
{
char c[4];
float f;
int i;
}t1,t2;
int main()
{
t1.i=0x80000000;
t2.i=0x00000000;
if(t1.f==t2.f)
printf("float data is equal\n");
if(t1.i!=t2.i)
printf("int data is not equal\n");
}
这个就有点莫名其妙,int并没有超出存储范围,这里不涉及溢出
0x80000000 的2进制是1000,0000,0000,0000,0000,0000,0000,0000
取反后111,1111,1111,1111,1111,1111,1111,1111,十进制是2147483648,当然不相等
#include <stdio.h>
#include <float.h>
#include <limits.h>
union
{
char c[4];
float f;
int i;
}t1,t2;
int main(int argc,char**argv)
{
double a=0.1;
double b=0.2;
double c=0.3;
double d=a+b;
printf("a(0.1):%.30g\n",a);
printf("b(0.2):%.30g\n",b);
printf("c(0.3):%.30g\n",c);
printf("d(0.3):%.30g\n",d);
printf("c==d?%s\n",c==d?"true":"false");
printf("c<d?%s\n",c<d?"true":"false");
return 0;
}
只能无限逼近但不是准确的。
double比float精度更低
#include <stdio.h>
#include <float.h>
#include <limits.h>
test_float_cal(){
float a,b,c;
b=3.3;
c=1.1;
int d;
a=b/c;
d=b/c;
printf("a=%f,d=%d",a,d);
if(3.0==a)
printf("\nFloat a=3.3/1.1==3.0");
}
test_double_cal(){
double a,b,c;
int d;
b=3.3;
c=1.1;
a=b/c;
d=b/c;
printf("\n\na=%f,d=%d",a,d);
if(3.0!=a)
printf("\nDouble a=3.3/1.1!=3.0");
}
main(){
test_float_cal();
test_double_cal();
}
#include <stdio.h>
#include <float.h>
#include <limits.h>
int main(int argc,char **argv){
float a=3.14;
float b=1e20;
printf("(3.14+1e20)-1e20=%f\n",(a+b)-b);
printf("3.14+(1e20-1e20)=%f\n",a+(b-b));
return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <float.h>
#include <limits.h>
union{
char c[4];
float f;
int i;
}t1,t2,t3,t4;
void char_hex_out(char a){
const char HEX[] = "0123456789ABCDEF";
int index = a&0x0f;
printf("%c%c",HEX[(a&0xF0)>>4],HEX[a&0x0F]);
}
void four_byte_out(char *addr){
char_hex_out(*(addr+3));
char_hex_out(*(addr+2));
char_hex_out(*(addr+1));
char_hex_out(*(addr+0));
printf("\n");
}
void float_add_overflow(){
t1.i=0x7E000000;
t2.i=0x7F000000;
t3.f=t1.f+t2.f;
char_hex_out(&t1.f);
char_hex_out(&t2.f);
char_hex_out(&t3.f);
printf("t1=%.60f\n",t1.f);
printf("t2=%.60f\n",t2.f);
printf("t1+t2=%.60f\n",t3.f);
}
void float_sub_overflow(){
t1.i=0x00c00000;
t2.i=0x00800000;
t3.f=t1.f-t2.f;
char_hex_out(&t1.f);
char_hex_out(&t2.f);
char_hex_out(&t3.f);
printf("t1=%.61f\n",t1.f);
printf("t2=%.61f\n",t2.f);
printf("t1+t2=%.61f\n",t3.f);
}
main(){
float_add_overflow();
float_sub_overflow();
}
实验思考略
区位码+A0A0H=G2312码
现在找出-A0A0H的补码
二进制数原码: 1010000010100000(对于16位数而言符号位溢出了)
二进制数反码: 1101111101011111(符号位不溢出)
二进制数补码: 1101111101100000
也就是df60
因为区号和尾号范围是1~94所以用7bit存储
很简单,,,
测试视频:点这里
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