前言
我选择的书籍是大名鼎鼎的《深入理解计算机系统》，作为本次项目实训的出题参考教程。
CS:APP 这本书自带很多 Lab，但是对于我来说这些实验的难度有点高，所以我首先自己做了一下 CS:APP Lab，然后参考其中出题的方式，自己出了一些题目，降低难度，以供同学使用。本文首先介绍实验一相关的题目，主体实验程序将在项目完成后，补充在本文末尾。
介绍
本实验包含 7 道与位级层面整数运算及操作的题目，使用 C++ 写成。Exp1.cc 文件中包含这 7 道题的空函数体，学生需要通过有限的 C++ 算术或逻辑操作符修改这些函数体，以实现函数功能。因为需要在树莓派上运行，实验将提供基于 Linux 环境本地检查功能，以方便学生进行检查。
本题目需要学生有 C++ 基础，其余涉及的 Make 等技术不做要求。
具体内容
本实验假设学生的机器有如下特征：
- 使用 32 位二进制补码存储数据
- 右移操作为算术右移
- 使用小端法存储数据
题目一，使用位级运算符号 NOT ~ 和 OR | 实现 x & y，本题目为 CS:APP Data Lab 中 bitXor 的简化版。
/*
* 1. bitAnd
* 使用位级运算符号 NOT ~ 和 OR | 实现 x & y
* 测试点样例：bitAnd(0x69, 0x55) = 0x41
* 可用操作符：~ |
* 难度：1
*/
int bitAnd(int x, int y) {
return 2;
}
题目二，返回当前值的相反数，本题为 CS:APP Data Lab 原题。
/*
* 2. negate
* 返回当前值的相反数
* 测试点样例：negate(1) = -1
* 可用操作符：! ~ & ^ | + << >>
* 难度：1
*/
int negate(int x) {
return 2;
}
题目三，无符号整数乘法，这道题是从 CS:APP 书上模拟出来的，只要认真看了课本应该没有什么难度。
/*
* 3. multi14plus3
* 给一个无符号整数 x，返回 x * 14 + 3
* 测试点样例：multi14plus3(1) = 17
* 可用操作符：! ~ & ^ | + << >>
* 难度：1
*/
int multi14plus3(unsigned int x) {
return 2;
}
题目四，从整数中取出字节，这道题目是 0-index 的。
/*
* 4. getBytes
* 从整数 x 中取出第 n 个字节
* 测试点样例：getBytes(0x01234567, 0) = 0x67
* getBytes(0x284A4C32, 2) = 0x4A
* 可用操作符：! ~ & ^ | + << >>
* 难度：2
*/
int getBytes(int x, int n) {
return 2;
}
题目五，判断当前值是否为 32 位补码整数最大值，即 2^31-1 = 2147483647，本题为 CS:APP Data Lab 原题。
/*
* 5. isTmax
* 当 x 为 32 位整数最大值时返回 1，否则返回 0
* 测试点样例：isTmax(-1) = 0
* isTmax(0x7FFFFFFF) = 1
* 可用操作符：! ~ & ^ | +
* 难度：2
*/
int isTmax(int x) {
return 2;
}
题目六，判断当前整数的所有奇数位比特是否为 1，本题目为 CS:APP Data Lab 中 allOddBits 的修改版。
/*
* 6. allEvenBits
* 当所有奇数位比特为 1 时返回 1，否则返回 0
* 测试点样例：allEvenBits(0xFFFFFFFA) = 0
* allEvenBits(0xFFFFFFF4) = 1
* 可用操作符：! ~ & ^ | + << >>
* 难度：2
*/
int allEvenBits(int x) {
return 2;
}
题目七，判断是否 x ≥ y，本题目为 CS:APP Data Lab 中 isLessOrEqual 的修改版。
/*
* 7. isGreaterOrEqual
* 当 x >= y 时返回 1，否则返回 0
* 测试点样例：isGreaterOrEqual(5, 4) = 1
* isGreaterOrEqual(-1, 3) = 0
* 可用操作符：! ~ & ^ | + << >>
* 难度：3
*/
int isGreaterOrEqual(int x, int y) {
return 2;
}
检查程序搭建
可能会使用到的技术有 make，以及目前还不清楚的 C++ 测试技术，先挖一个坑，回头再来填。
