Seksjon 1. INF2270-V16 Forside. Eksamen INF2270. Dato 1. juni 2016 Tid Alle trykte og skrevne hjelpemidler, og en kalkulator, er tillatt.

Transkript

1 Seksjon 1 INF2270-V16 Forside Eksamen INF2270 Dato 1. juni 2016 Tid Alle trykte og skrevne hjelpemidler, og en kalkulator, er tillatt. Dette oppgavesettet består av 14 oppgaver som kan løses uavhengig av hverandre. Dersom du synes noe i oppgaveteksten er uklart, må du gjøre dine egne forutsetninger; sørg bare for at disse er tydelig angitt. Programmering skal være slik at koden fungerer med kommandoen gcc -m32 på Ifis Linuxmaskiner. Du kan referere til funksjoner og programkode vist på forelesningene uten å gjenta koden; sørg for at referansene er tydelige. Oppgaver 1. Boolsk algebra (5%) 2. Konvertering (5%) 3. Karnaugh-diagram (5%) 4. Minne (5%) 5. Arkitektur (10%) 6. Tilstandsmaskin (10%) 7. Godt og blandet (10%) 8. Programmering (26%) 9. Hva skjer nr 1 (4%) 10. Hva skjer nr 2 (4%) 11. Hva skjer nr 3 (4%) 12. Hva skjer nr 4 (4%) 13. Hva skjer nr 5 (4%) INF Datamaskinarkitektur Page 3 av 20

2 14. Hva skjer nr 6 (4%) 1 OPPGAVE INF2270-V16 Oppgave 1: Boolsk Algebra (5%) F = (A + C + D ) (A + B + C ) (B + C + D ) (A + B + C ) INF Datamaskinarkitektur Page 4 av 20

3 Merk av hvor funksjonen F er sann (=1) eller usann (=0) F = 1 F = INF Datamaskinarkitektur Page 5 av 20

4 2 OPPGAVE INF2270-V16 Oppgave 2: Konvertering (5%) Konverter følgende binære tall: 11, som gir: Velg ett alternativ 3, ,205 3,5805 3, ,8085 3, OPPGAVE INF2270-V16 Oppgave 3: Karnaugh-diagram (5%) Karnaugh-diagrammet kan forenkles til følgende alternativer: INF Datamaskinarkitektur Page 6 av 20

5 Velg ett eller flere alternativer A B + A C + B C D A B + A (B xor C) + B C (A xor D) A C + A (B xor C) + B C D AB + BC + AB D AB + A (B xor C) + B C D 4 OPPGAVE INF2270-V16 Oppgave 4 (5%) Datamaskinen er midt i en prosess med et stort program (over instruksjoner). Anta at programmet har instruksjoner igjen. Basert på erfaringen hittil så har programmet hatt 60% behov for å aksessere minne. Siden programmet allerede kjører så kan vi anta at den har fylt opp cache og at det er høyere sannsynlighet for cache hit enn miss. Faktisk så er det en cache hit rate på 90%. En cache hit vil føre til en forsinkelse (penalty) på 5 klokkesykler, mens cache miss har forsinkelse på 50 klokkesykler. Videre kan du anta at programmet har én klokkesykel pr instruksjon. Hvor mange klokkesykler tar det å gjennomføre det resterende programmet? Velg ett alternativ: INF Datamaskinarkitektur Page 7 av 20

6 5 OPPGAVE INF2270-V16 Oppgave 5: Arkitektur (10%) Gitt at du var en leder for utviklingen av en ny chip. Designerteamet kommer til deg og sier at de har litt ledig plass igjen på chipen. Hva ville du ha fylt opp ledig plass med? Gi en redegjørelse for ditt valg, gjerne ved å trekke frem fordeler og ulemper. 6 OPPGAVE INF2270-V16 Oppgave 6: Tilstandsmaskin (10%) Det skal utvikles egne trafikklys for syklister. Trafikklyset skal kun ha to farger/tegn. Enten grønn eller rød. Det skal stå ett trafikklys i hvert kryss. Se for deg et lyskryss som figuren over. Hvordan ville du ha designet tilstandsmaskinen for dette. (Merk! Vi er mest opptatt av hvordan du tenker og hvordan du løser oppgaven, fremfor å ha en helt perfekt og komplisert løsning.) INF Datamaskinarkitektur Page 8 av 20

7 7 OPPGAVE INF2270-V16 Oppgave 7: Godt og blandet (10%) Er utsagnene sant eller usant? Sant Usant Antall trinn i pipeline henger sammen med størrelsen på virtuell minne I en tilstandsdiagram kan vi beskrive mer enn i et tilstandstabell Register er raskere enn cache, men vesentlig mindre Ved å trekke fra 1 når man adderer to binære tall gjør at man slipper overflow I en direct-mapped Cache plasseres en bestemt blokk fra RAM på en bestemt blokk i cache. Full assosiative cache lagrer raskere enn setassosiative cache Forskjellen mellom Look-Through og Look-Aside er at CPUen bruker bus en gjennom cache til å adressere andre enheter. Registere brukes kun til å lagre data mellom trinnene i en pipeline. For lagring ellers brukes det bare cache Control hazard kommer oftest av "hopp-instruksjoner" En fem variabels karnaughdiagram består av to firevariabels karnaughdiagrammer INF Datamaskinarkitektur Page 9 av 20

8 8 OPPGAVE INF2270-V16 Oppgave 8: Programmering (vekt 26%) Dette er en funksjon som sjekker om en sekvens av byte (avsluttet med en 0-byte) inneholder lovlig UTF-8-kode; med andre ord, om den kun inneholder slike byte-sekvenser: 0xxxxxxx 110xxxxx 10xxxxxx 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx INF Datamaskinarkitektur Page 10 av 20

9 Oversett funksjonen til x86 assemblerkode som kan kjøres på Ifis Linux-maskiner med kommandoen gcc -m32. Skriv koden her: 9 OPPGAVE INF2270-V16 Oppgave 9: Hva skjer nr 1 (4%) INF Datamaskinarkitektur Page 11 av 20

10 I denne og de følgende oppgavene skal du velge mellom fem alternativer. Det er alltid ett svar som er riktig, og du får 4 poeng om du velger det. Velger du galt, eller ikke velger noe alternativ, får du 0 poeng. Hva blir skrevet ut? Test 1: 0x Test 1: 0xeca86420 Test 1: 0x Test 1: 0x0 Test 1: 0x Test 1: 0x Test 1: 0xffffffff Test 1: 0x0 Noe annet enn de andre alternativene INF Datamaskinarkitektur Page 12 av 20

11 10 OPPGAVE INF2270-V16 Oppgave 10: Hva skjer nr 2 (4%) Hva blir skrevet ut? Test 2: 52 Test 2: 148 Test 2: 100 Test 2: 0 Noe annet enn de andre alternativene INF Datamaskinarkitektur Page 13 av 20

12 11 OPPGAVE INF2270-V16 Oppgave 11: Hva skjer nr 3 (4%) INF Datamaskinarkitektur Page 14 av 20

13 Hva blir skrevet ut? Test 3: "55.17 OK" Test 3: "x -> OK" Test 3: "55.17" Test 3: "OK" Noe annet enn de andre alternativene INF Datamaskinarkitektur Page 15 av 20

14 12 OPPGAVE INF2270-V16 Oppgave 12: Hva skjer nr 4 (4%) INF Datamaskinarkitektur Page 16 av 20

15 Hva blir skrevet ut? Test 4: "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz" Test 4: "abcdefghij-----pqrstuvwxyz" Test 4: "abcdefghij-----klmnopqrstuvwxyz" Test 4: "abcdefghijpqrstuvwxyz" Noe annet enn de andre alternativene 13 OPPGAVE INF2270-V16 Oppgave 13: Hva skjer nr 5 (4%) INF Datamaskinarkitektur Page 17 av 20

16 Hva blir skrevet ut? Test 5: 0x56 Test 5: 0xff Test 5: 0x0 Test 5: 0xfe Noe annet enn de andre alternativene INF Datamaskinarkitektur Page 18 av 20

17 14 OPPGAVE INF2270-V16 Oppgave 14: Hva skjer nr 6 (4%) Hva blir skrevet ut? Test 6: Test 6: Test 6: Test 6: Noe annet enn de andre alternativene INF Datamaskinarkitektur Page 19 av 20

18 INF Datamaskinarkitektur Page 20 av 20