计算机系统概论：栈的特性与操作解析

"《计算机系统概论(原书第二版)》习题答案第十章，包含部分英文内容，主要涉及栈的数据结构以及栈操作的实现和边界检查。" 在计算机科学中，栈是一种非常重要的数据结构，其核心特性是后进先出（Last In First Out, LIFO）。第十章的习题答案主要围绕这个主题展开，解释了栈的基本性质和操作。 10.1 题目解释了栈的定义特征，即它的访问方式是独一无二的，表现为后进先出的特性。这意味着最后压入栈中的元素将在所有其他元素之前被弹出。这种特性使得栈在许多算法和程序设计中得到广泛应用，如函数调用、表达式求值等。 10.3 题目给出了几个基本的栈操作指令，包括PUSH（压栈）和POP（弹栈）。例如： (a) PUSHR1 将寄存器R1的值压入栈顶。 (b) POPR0 将栈顶的值弹出并赋给寄存器R0。 (c) PUSHR3 类似地，将寄存器R3的值压入栈。 (d) POPR7 弹出栈顶值到寄存器R7。 10.5 题目讨论了栈溢出和栈下溢的检测方法。通过维护一个跟踪栈底的指针，我们可以将其与分配给栈的首地址和末地址进行比较。如果指针超过这些边界，就可能发生溢出或下溢，这是在实现栈时必须考虑的重要安全性问题。 随后的代码示例展示了如何在实际程序中实现PUSH和POP操作。在这个例子中，栈使用内存位置x3FFF（BASE）到x3FFB（MAX）作为存储空间，R6作为栈底指针。在POP操作中，首先保存需要的寄存器状态，然后检查栈底指针是否等于x4000，如果相等则表示栈为空。如果不为空，则从栈顶加载值，并更新栈底指针。 这个代码片段还展示了如何迭代遍历栈顶，从栈顶加载值，以及栈顶元素的更新过程。在处理栈操作时，确保边界条件的正确检查是避免程序错误的关键。 这部分习题答案提供了关于栈数据结构和操作的深入理解，包括它们的逻辑、实现细节以及异常处理。这些知识对于学习计算机系统和编程语言的底层原理至关重要。