CSAPP Data Labの振り返り

はじめに

CSAPPのdata labを全て解いたので、その感想を記事にしています。
これから解こうという人の参考になればと思っています。

CSAPPについて

CSAPPとは、「Computer Systems: A Programmer's Perspective」という本のことです。
この本は、カーネギーメロン大学の講義をもとに、コンピュータのアーキテクチャについて説明しています。
日本語版も発売されています。
teach yourself computer scienceというサイトで、コンピュータアーキテクチャの教科書としておすすめされています。
CSAPPの特徴は、下記です。

• 分厚い
• すべての練習問題の解答が書いてある
• HPにLab(演習)や、本に書いてあるコード、関連する記事のリンクが記載されている
• ハードウェアを作る観点ではなく、利用する側(プログラマ)の観点で書いている

Data Labについて

Data Labは、使える演算子を制限されたうえで、指定された関数を実装します。
実装する関数の例は、下記の通りです。

• 数値の絶対値を求める
• 2の補数の最小値を求める

なおData LabではC言語を使用します。

感想

Data Labの難易度は高めだと感じました。
簡単な問題もありますが、多くは解法を思いつかないと、どうしようもない問題です。
そのため、ペンと紙を片手に、うんうんと頭をひねることになります。

解くために必要な知識

解くために必要な知識は、比較的少なめです。

• C言語のビット演算子(&, |, ^, ~, <<, >>)の使い方
• C言語の論理演算子(!)の使い方
  • !xはxが0なら1、0以外なら0
  • !!xはxが0なら0、0以外なら1
• 特定のビットを立てたいなら、value | mask
  • maskは立てたい位置のビットを1にする
• 最上位ビットだけを立てたいなら、1 << 桁数 - 1
  • 例：32bitなら1 << 31
• 最上位ビットを全体のビットにコピーしたいまら、x >> 桁数 - 1
  • 例：32bitならx>>31
• ド・モルガンの法則
  ※ CSAPPに書いてある内容(例：浮動小数点をどうビットで表すか)は省いています