Emne: Datamaskinarkitektur Emnekode:lO 134A Faglig veileder: Lars Kristiansen

Transkript

1 I Gruppe(r): I G høgskolen i oslo Emne: Datamaskinarkitektur Emnekode:lO 34A Faglig veileder: Lars Kristiansen Dato: Eksamenstid: Eksamensoppgaven Antall sider (inkl. består av: ; forsiden): Antall vedlegg: O Tillatte hjelpemidler: Alle trykte og skrevne hjelpemidler. Kalkulator som ikke kan kommunisere med andre. Kandidaten må selv kontrollere at oppgavesettet er fullstendig. Ved eventuelle uklarheter i oppgaveteksten skal du redegjøre for de forutsetninger du legger til grunn for løsningen. Avdeling for ingeniørutdanning. Cort Adelersgate Oslo. tlf: faks: iu@hi6.no

2 Denne eksamen består av tre oppgaver. Du kan anta at hver av de tre oppgavene teller omtrent like mye. Dersom du finner oppgaveteksten uklar eller ufullstendig, så bør du opplyse om hvilken tolkning som ligger til grunn for din besvarelse. Oppgave I denne oppgaven skal du skrive et assemblerprogrammer for assembleren TASM. Du har gitt to prosedyrer les og skriv. (Du skal altså ikke implementere disse prosedyrene.) Prosedyren les ber bruker om et heltall (i intervallet O,...,255), leser inn dette heltallet og legger det i registeret al. Prosedyren forandrer ikke innholdet av andre registere enn al. Den forandrer heller ikke innholdet av minnet (RAM). Prosedyren skri v skriver innholdet av registert al til skjermen (og ufører deretter et linjeskift). Prosedyren forandrer ikke innholdet av registere eller innholdet av minnet (RAM). (Dette er alt du trenger å vite om prosedyrene les og skriv. Du trenger ikke vite hvordan innmaten i prosedyrene ser ut.) Oppgave a Skrivet assemblerprogram som leser inn to tall fra bruker (ved å kalle prosedyren les). Deretter skal programmet skrive det største av de to tallene til skjermen (ved å kalle prosedyren skriv). (Slutt på oppgave a) I det følgende får du brukt for kommandoen di v. Den utfører heltallsdivisjon på tall uten fortegn. Formatet er div <divisor> hvor <divisor> ikke kan være en konstant. Når <di visor> er en byte utføres divisjonen ul <di visor> og kvotienten legges i al og resten legges i ah. (Du vil finne kommandoen di v beskrevet i enhver standard lærebok, se f.eks. side 30 i Jonassens kompendium.) Under finner du et program som leser tall fra bruker (ved å kalle prosedyren les). Programmet leser inntil bruker gir et partall. Da terminer programmet. (Husk at et partall er et tall som er delelig med 2, et oddetall er tall som ikke er delelig med 2.)

3 .model.stack.data small 00h divisor db 2.code les proc near < """"" > ret les endp main proc near.startup gjenta:.exi main end mov u, call div les cmp ah, jne endp divisor gjenta o O Oppgave b Modifiser programmet over slik at det leser inntil bruker skriver et oddetall. Da skal programmet terminere. Oppgave c Modifiser programmet over slik at det leser inntil bruker skriver inn et tall som er delelig med 3. Da skal programmet terminere. Oppgave d Skrivet program som leser inn tall fra bruker (ved å kalle les) inntil bruker gir o. Da skal programmet skrive ut (ved å kalle skriv) alle oddetallene brukeren har skrevet inn. Tallene skal skrives ut i den rekkefølgen brukeren skrev dem inn. (Skriver f.eks. bruker inn tallene 77,42,3,8,42, 55,99,02,3, O i den nevnte rekkefølge, skal programmet skrive ut tallene 77,3, 55, 99, 3 i den nevnte rekkefølge.) Oppgave e Skrivet program som leser inn ett tall fra en bruker (ved å kalle les). Programmet skal deretter skrive ut alle faktorene i tallet (ved å kalle skriv). Faktorene skal skrives ut i synkende rekkefølge. Tallet selv og regnes ikke som faktorer. (Skriver f.eks. bruker inn tallet 36, skal programmet skrive ut tallene 8,9,6,3, 2 i den nevnte rekkefølge.) 2

4 Oppgave 2 F\mksjonen Fl er gitt ved sannhetsverditabellen o O. O l Oppgave a Implementer Fl ved hjelp av logiske porter. Bruk så få porter som mulig. Oppgave b Gi Fl som en sum av mintermer. (Legg merke til at det står "en sum av mintermer" og ikke "en sum av produkter".) Oppgave c Gi Fl som et produkt av maxtermer. (Slutt på oppgave c) t Figure : Implementasjon av F2 Kretsdiagrammet i figur gir en implementasjon av funksjonen F2(X, Y, Z) Oppgave d Gi et boolsk uttrykk for F2. Utrykket skal være så enkelt som mulig. 3

5 ~ Oppgave e Implementer F2 utelukkende ved hjelp NOR-porter og NOT-porter. Implementasjonen skal være så flat som mulig, dvs. det skal maksimalt være to lag med NOR-porter mellom inngangene og utgangen. (Slutt på oppgave e) c q q 3 til 8 dekoder A2 At Ao æ Dl D2 DJ D4 m D6 E (edabie) D7 U - Figure 2: 3 til 8 dekoder med enable Figur 2 viser en standard 3 til 8 dekoder med ena.bleinngang. Dekoderens innganger er A2, A l, Ao og enableinngangen E. N år det settes O på inngangen E, skal dekoderen gi O på alle utganger. Dekoderens utganger er DO, Dl,..., D7. (Dekodere generelt er omtalt f.eks. i seksjon 4-3 i siste utgave av Mano &; Kimes lærebok.) Oppgave f Hvilke verdier må settes på inngangene A2,AI,Ao og E for at dekoderen skal gi l på utgangen D6? Hvilke verdier må settes på inngangene A2, Al, Ao og E for at dekoderen skal gi l på utgangen DO? (Slutt på oppgave f) x y z~ 3dlldeto.-' DO Dl Al D2 0 A "- Of / G, D' Of D7 E~) r- I Figure 3: Implementasjon av Gl Figur 3 viser hvordan en funksjon G(X,Y,Z) er implementert ved hjelp av dekoderen i figur 2. Oppgave g Gi funksjonen Gl(X, Y, Z) som en sum av mintermer. 4

6 Oppgave h Implementer funksjonen G} (X, Y, Z) ved hjelp av AND-, OR- og NOT-porter. Du skal ikke bruke noe annet enn AND-, OR- og NOT-porter, og du skal bruke så få porter som mulig. Oppgave i Funksjonen G2 (X, Y, Z) er gitt ved det boolske uttrykket X Y + Z. Implementer G2 ved hjelp av dekoderen i figur 2 og OR-porter. Oppgave j Funksjonen G3 er gitt ved G3(W,X,Y,Z) = Em(l,3,5,7, 2, 3, 4, 5). Implementer G3 ved hjelp av to 3 til 8 dekodere med enableinngang, OR-porter og maksimalt en NOT-port. Oppgave 3 Denne oppgaven dreier seg om en trebits teller (counter) som kan telle både opp og ned. Den har tre utganger V2, VI, Va. På disse utgangene kan man lese av tellerens verdi. Det er et heltall i intervallet 0,...,7 representert binært. Utgangen V2 gir det mest signifikante bit i representasjonen; Vo gir det minst signifik~nte. (Så når tellerens verdi er 6, vil V2 =, VI = og Vo = O.) Telleren har kun ett styringsbit X. Tellerens verdi reduseres med en dersom X = O, og den økes med en dersom X =. x Handling verdien reduseres med l (og (000)2 blir til ()2) verdien øker med l (og ()2 blir til (000)2» Telleren skal implementeres ved hjelp av tre vipper. Vi kaller dem A, B, G. Videre lar vi At, Bt, Gt stå for vippenes respektive verdier i tidspunktet t. Oppgave a Her er en påbegynt tilstandstabell over telleren: Fullfør denne tabellen. (Slutt på oppgave aj En JK-vippe har to innganger. Dersom vi kaller selve vippen for Q, så er det vanlig å kalle disse inngangene JQ og KQ. (JK-vippene du skal arbeide med i denne oppgaven, har ingen andre innganger enn disse to.) Her er tabell som beskriver hvordan en JK-vippe virker: ~ ~ neste tilstand for Q Q o l 'Q (vippen beholder sin tilstand) (reset) (set) (vippen skifter tilstand) 5

7 Oppgave b Implementer telleren ved hjelp av JK-vipper. (Slutt på oppgave b) Telleren beskrevet over skal utvides med et styringsbit R. Dersom dette styringsbitet mottar verdien skal telleren nullstilles. Her er en nøyaktig beskrivelse av hvordan dette skal virke: R X Handling verdien reduseres med (og (000)2 blir til (IIh) verdien øker med (og ()2 blir til (000)2) nullstilling, dvs. verdien settes til (000)2 Oppgave c Implementer telleren med styringsbitene R og X. Hint: Flikk på besvarelsen av oppgave b. 6