高级语言与机器语言运算关系探讨及C语言代码解析

"该资源包含了第3章的习题答案，主要涉及了高级语言与机器语言的运算关系、C语言编程以及二进制运算在计算机中的实现。习题包括了对高级语言运算与机器指令对应关系的理解，C语言代码分析以确定常量M和N的值，以及二进制补码运算和原码乘除法的计算实例。" 在计算机科学中，高级语言如C语言提供了高级抽象的运算符，如乘法和除法，这些运算在源代码层面易于理解和编写。然而，这些高级运算在实际执行时需要转换为机器语言，即指令集，这些指令直接控制硬件执行操作。例如，如果一个高级语言源程序包含乘除运算，但目标机器的指令集不支持这些运算，程序仍然可以在该机器上运行，但编译器或解释器需要提供相应的算法来模拟这些运算。这可能通过一系列加法、减法和移位操作来实现。 在提供的C语言代码段中，`arith()`函数执行了`x * M + y / N`的运算，而`optarith()`函数则是`arith()`的机器代码反编译版本。通过分析`optarith()`的逻辑，我们可以推断出`M`等于15，因为左移4位相当于乘以16，然后减去原始值x相当于乘以15（16 - 1）。同时，`N`等于4，因为`y`右移2位相当于除以4。需要注意的是，`if(y<0) y+=3;`这一句用于处理负数除法的特殊情况，确保-1除以4的结果正确。 习题中还涉及到二进制补码运算，如求解`[x+y]补`和`[x-y]补`。补码是计算机中表示有符号整数的方式。对于二进制加法，可以直接相加两个补码表示的数，而对于减法，相当于加被减数的补码。在给定的例子中，计算了10和-6的补码表示，然后进行了加减运算。 此外，还介绍了原码一位乘法，即使用二进制乘法规则直接计算乘积的原码表示。原码乘法通常涉及逐位乘法和进位操作，对于给定的[x×y]原，我们可以通过简单的二进制乘法得到结果。 最后，提到了不恢复余数法进行除法运算。这种方法计算商和余数，其中余数不会恢复到原来的符号。在给定的例子中，使用6位机器数表示，我们可以通过移位和比较来执行除法操作。 这些习题涵盖了计算机科学中的核心概念，包括高级语言与机器语言的交互、C语言的实现细节以及二进制运算的原理，这些都是理解计算机系统和编程基础的重要组成部分。