UNIVERSITETET I OSLO

Transkript

1 UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i Eksamensdag: 14. juni 2012 Tid for eksamen: Oppgavesettet er på 10 sider. Vedlegg: Tillatte hjelpemidler: INF2270 Datamaskinarkitektur Ingen Kalkulator og alle trykte og skrevne hjelpemidler Kontroller at oppgavesettet er komplett før du begynner å besvare spørsmålene. Dette oppgavesettet består av 6 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 Linux-maskiner. Du kan referere til funksjoner og programkode vist på forelesningene uten å gjenta koden; sørg for at referansene er tydelige (nevn for eksempel dato og nummer på plansjen). Innhold 1 Karnaugh-diagram (vekt 5%) side 2 2 Logiske funksjoner (vekt 17,5%) side 2 3 Sekvensiell logikk (vekt 17,5%) side 3 4 Arkitektur (vekt 10%) side 4 5 Oversettelse (vekt 26%) side 4 6 Hva skjer? (vekt 24%) side 5 (Fortsettes på side 2.)

2 Eksamen i INF2270, 14. juni 2012 Side 2 Oppgave 1 Karnaugh-diagram (vekt 5%) Forkort uttrykket vist med Karnaugh-diagram i figur 1. Figur 1: Et Karnaugh-diagram Oppgave 2 Logiske funksjoner (vekt 17,5%) Gitt følgende funksjon: F = ab c + a b c + d ab + da b + dab 2a Skriv sannhetsverditabellen. 2b Forkort funksjonen med regning; oppgi også hvilke regler som benyttes gjennom forløpet av forkortningen. 2c Forkort funksjonen med Karnaugh-diagram. 2d Tegn kretsen kun med NAND-porter. (Fortsettes på side 3.)

3 Eksamen i INF2270, 14. juni 2012 Side 3 Oppgave 3 Sekvensiell logikk (vekt 17,5%) Gitt tilstandsdiagrammet i figur 2. Figur 2: Et tilstandsdiagram 3a Sett opp hendelsesforløpet i en tabell (sannhetsverditabell). 3b Vis utregning av neste tilstand ved å bruke Karnaugh-diagram. 3c Implementer kretsen med D-flipflop. (OBS! Tegn tydelig.) (Fortsettes på side 4.)

4 Eksamen i INF2270, 14. juni 2012 Side 4 Oppgave 4 Arkitektur (vekt 10%) 4a Hvilke fordeler har cache fremfor RAM? 4b Hva begrenser størrelsen på cache fremfor RAM? 4c Hvilke ulemper er det med å ha én-sykelimplementasjon? 4d Kan man i et pipelinedesign ha en speed-up = 1? Hvis ikke, hvorfor? Oppgave 5 Oversettelse (vekt 26%) Definisjon: En nibble er en halv-byte, dvs en lagerplass på 4 bit. Den kan lagre verdier Vi ønsker å bruke en vektor av nibble-er, pakket to og to i en byte-vektor. Her er to funksjoner for henholdsvis å lagre og hente ut nibble-er fra byte-vektoren. Oversett de to funksjonene til x86 assemblerkode. unsigned int get_nibble (unsigned char a[], int ix) if (ix%2) return a[ix/2] & 0xf; else return (a[ix/2]>>4) & 0xf; void put_nibble (unsigned char a[], int ix, unsigned int v) v &= 0xf; if (ix%2) a[ix/2] = a[ix/2]&0xf0 v; else a[ix/2] = a[ix/2]&0x0f (v<<4); (Fortsettes på side 5.)

5 Eksamen i INF2270, 14. juni 2012 Side 5 Oppgave 6 Hva skjer? (vekt 24%) I denne oppgaven har hvert delspørsmål syv alternativer der bare ett er korrekt. Du skal bare svare ved å angi det alternativet du tror er riktig; ingen forklaring er nødvendig. Du får 4 poeng for et korrekt valg og 1 poeng for et galt, så du kan, om du vil, angi mer enn ett alternativ som svar. Du vil aldri få et negativt antall poeng. 6a extern int f1 (int v1, int v2, int v3); int res = f1(10, 11, 13); printf("test 1: Svaret er %d\n", res);.globl f1 f1: pushl %ebp movl %esp,%ebp xorl addl addl addl popl ret %eax,%eax 4(%ebp),%eax 8(%ebp),%eax 12(%ebp),%eax %ebp 1. Test 1: Svaret er 0 2. Test 1: Svaret er Test 1: Svaret er Test 1: Svaret er Test 1: Svaret er 34 (Fortsettes på side 6.)

6 Eksamen i INF2270, 14. juni 2012 Side 6 6b extern int f2 (int v); printf("test 2: Svaret er %d\n", f2(88));.globl f2 f2: pushl %ebp movl %esp,%ebp movl xorl incl popl ret 8(%ebp),%eax $0xffffffff,%eax %eax %ebp 1. Test 2: Svaret er Test 2: Svaret er 0 3. Test 2: Svaret er 1 4. Test 2: Svaret er Test 2: Svaret er 89 (Fortsettes på side 7.)

7 Eksamen i INF2270, 14. juni 2012 Side 7 6c extern char *f3 (char *s, char *t); char s[2000]; f3("eksamen i INF2270", s); printf("test3: Svaret er \"%s\"\n", s);.globl f3 f3: pushl %ebp movl %esp,%ebp pushl %esi pushl %edi movl movl cld 8(%ebp),%esi 12(%ebp),%edi f3_l: cmpb $,(%esi) je f3_x cmpb $0,(%esi) je f3_x movsb jmp f3_l f3_x: movb $0,(%edi) movl 12(%ebp),%eax popl %edi popl %esi popl %ebp ret 1. Test3: Svaret er 2. Test3: Svaret er E 3. Test3: Svaret er Eksamen 4. Test3: Svaret er Eksamen 5. Test3: Svaret er Eksamen i INF2270 (Fortsettes på side 8.)

8 Eksamen i INF2270, 14. juni 2012 Side 8 6d extern int f4 (int v,...); int res = f4(10, 11, 0, 12, -1, 13, 0); printf("test 4: Svaret er %d\n", res);.globl f4 f4: pushl %ebp movl %esp,%ebp leal movl 8(%ebp),%edx (%edx),%eax f4_l: addl $4,%edx cmpl $-1,(%edx) je f4_x subl (%edx),%eax jmp f4_l f4_x: popl %ebp ret 1. Test 4: Svaret er Test 4: Svaret er Test 4: Svaret er Test 4: Svaret er 1 5. Test 4: Svaret er 0 (Fortsettes på side 9.)

9 Eksamen i INF2270, 14. juni 2012 Side 9 6e unsigned char v = 128; int w = 10; v = v+v; asm("movl $0,%%eax\n rcll $1,%%eax" : "=a" (w)); printf("test 5: Resultat: %d og %d\n", v, w); 1. Test 5: Resultat: 0 og 0 2. Test 5: Resultat: 0 og 1 3. Test 5: Resultat: 128 og 0 4. Test 5: Resultat: 128 og 1 5. Test 5: Resultat: 128 og 10 (Fortsettes på side 10.)

10 Eksamen i INF2270, 14. juni 2012 Side 10 6f extern float f6 (int a, int b); float v = f6(4, 3); printf("test 6: Resultatet er %f\n", v);.globl f6 f6: pushl %ebp movl %esp,%ebp fildl fld fmulp fildl fld fmulp faddp fsqrt popl ret 8(%ebp) %st(0) 12(%ebp) %st(0) %ebp 1. Test 6: Resultatet er Test 6: Resultatet er Test 6: Resultatet er Test 6: Resultatet er Test 6: Resultatet er