深入解析《计算机系统》第二版习题答案：二进制操作与位运算

深入理解计算机系统（第二版）是一本经典的计算机科学教材，该书详细探讨了计算机系统的底层原理。本篇摘录了书中关于计算机体系结构、数据存储和处理的一些关键概念和习题解答。 第二章：二进制与字节序 2.55-2.57：这部分可能涉及二进制数的理解，包括基本的位操作，如按位与（&）、按位或（|）和异或（^）。题目可能要求学生理解和应用这些运算在实际编程中的作用，比如2.58中的`intis_little_endian()`函数，用于检测计算机是否采用小端（Little Endian）字节序。 2.58-2.60：涉及到位操作符的高级用法，如2.58的`unsignedreplace_byte()`函数，通过位移和掩码操作替换字节中的特定位。2.60展示了如何通过位移和位与操作实现字节级的数据替换，这在处理多字节数据结构时非常实用。 2.61：题目关注的是字节顺序和有符号整数的处理。选项C和D的区别在于判断最高位（在英文版中是最低位，在中文版中相反）是否为1，C使用了右移并取反操作，D则使用按位与操作。理解不同位操作对于判断数值的特性和进行正确计算至关重要。 2.62-2.63：这里讨论了算术右移（arithmetic shift, sra）和逻辑右移（logical shift, srl）的概念。算术右移会保持原值的符号位，而逻辑右移只移位不改变符号。题目中的`sra`函数利用位操作技巧扩展低位并设置高位，`srl`则清零高位，这有助于理解不同类型的移位操作及其在位操作中的角色。 2.64：`intany_even_one()`函数检查一个无符号整数`x`是否有至少一个偶数位为1。通过使用按位与运算符与二进制数`0x55555555`（其每一位都是1，除最高位外），该函数可以快速检测奇偶性，因为一个数与0x55555555按位与的结果如果非零，则表示至少有一个偶数位为1。 以上内容深入剖析了计算机系统中的底层细节，包括二进制操作、字节序、位运算和数据处理技巧，这对于理解计算机架构以及编写高效、低级别的程序至关重要。通过解决这些问题，读者可以增强对计算机内存布局、数据移动和算法优化的认识。