Løsningsforslag til eksamen i INF2270

Transkript

1 Løsningsforslag til eksamen i INF227 Oppgave 9 Omid Mirmotahari Oppgave 6 Dag Langmyhr. juni 24

2 Eksamen INF227 Sensorveiledning Oppgave 2 Kretsforenkling Hva er funksjonsuttrykket for Output gitt av A og B. Forklar din fremgangsmåte. Output = (AB) - altså A nand B. Fremgangsmåten for å komme frem til dette er å innse følgende: Kretsen bruker kun to inputs NOR porter. Sammenkobling av begge inngangen på en NOR port gir oss en inverterende funksjon. F.eks, A nor A gir A En NOR- port som har invertering på begge innganger gir en AND funksjon En NOR- port som blir invertert på utgangen er en OR- port Basert på følgende informasjon kan vi følge dette: A blir invertert, B blir invertert og danner da inngangen til neste NOR- port. Denne NOR- porten blir så invertert på utgangen. Dette gir oss en OR- port som har begge inngangene invertert. En OR- port som har begge inngangene invertert gir en NAND- port. Oppgave 3 Arkitektur Kan man ha sykler pr instruksjon (CPI) verdier større enn? Hvis ja, kan du forklare hvorfor? Her er det viktig at kandidaten kan redegjøre for sin besvarelse med hensyn på om de snakker om multi- cycle eller single. Fordi ved å ta utgangspunkt i multi- cycle det vil si ved bruk at pipeline kan man oppnå høyere CPI enn. Årsaken til dette er mange. Det ene er at man må i første omgang fylle opp pipelinene ved oppstart. Man kan treffe på hazarder. Men viktig at kandidaten har satt dette i perspektiv til antall instruksjoner. Jo større instruksjonssett jo mindre utslag vil for eksempel initieringen av pipelinene utgjøre. Stjerne i margen for de som har tatt med formelen for CPI.

3 Oppgave 4 Kretsanalyse Ved å forenkle denne kretsen hvilke av alternativene under er riktig?

4 Oppgave 5 Sekvensiell logikk A D C D C Oppgave 6 Sekvensiell logikk B A D D Output B E E A B Output Her er begge disse blokkene egentlig en D-latch og ikke en D-flip-flop. For de som har tolket oppgaven til at dette er D-flip-flop har egentlig ikke helt forstått forskjellen mellom en flip-flop og en latch. Denne måten å designe på er en vanlig måte å gjøre latch til en flanketrigget flip-flop. For de som har levert besvarelse med tanke på at dette er en flip-flop får følgende Output signal: Output

5 Oppgave 7 Mux eller D- mux Dette er en multiplexer. Oppgave 8 Kombinatorisk logikk

6

7

8

9

10 Oppgave 9 Teori: Minne Ta utgangspunkt i at et program kjøres for første gang. Programmet inneholder 5 instruksjoner, hvorav 3% av disse trenger å aksessere minne. Klokkefrekvensen er på 2.5 GHz. Vi kan anta at vi oppnår en cache hit på 75%, hvor arkitekturen har en cache miss penalty på 25 klokkesykler. Hvor lang tid vil det ta å bli ferdig med programmet? En klokkefrekvens av 2.5Ghz gir en klokkesyklus på: t = /f = / 2.5Ghz = / (2.5*^9) =.4 ns Instruksjoner som IKKE trenger å aksessere minne: 7 % av 5 =,7 * 5 = 35 Instruksjoner som trenger å aksessere minne: 3% av 5 =,3 * 5 = 5 Hit- rate på 75% gir: 5 *,75 = 25 Cachemiss på 25% gir: 5 *,25 = 375 Totalt vil dette gi følgende utregning: Ikke aksessminne 3.5 x sykel = 3.5 sykler Cache- hit.25 x sykel =.25 sykler Cache- miss 375 x 25 sykel = sykler Totalt antall sykler 4. Dette vil da gi i form av tid: 4 sykler *,4 ns/sykel = 56 ns = 5.6 us For de spesielt ivrige: CPI = 4 / 5 = 2.8 Oppgave Teori: DeMorgans Theorem demorgans teorem er et teorem man kan bruke for å forenkle boolsk uttrykk. I hovedsak går teoremet ut på å invertere: (x*y)`=(x`+y`) (x+y)`=(x`*y`) Ved å invertere signalene inverterer man også funksjonen altså erstatter AND med OR og omvendt.

11 Oppgave Det er noen ting man skal tenke spesielt på i denne oppgaven:. Min tanke med oppgaven var de to funksjonene skulle oversettes hver for seg, men siden det ikke står eksplisitt i oppgaveteksten, blir det ikke noe trekk for de som har valgt å slå dem sammen. 2. Siden strstr kaller på strini, kan den ikke lagre variabler i registre som kan bli ødelagt av den andre funksjonen (dvs de frie registrene). Variabler må lagres i faste variabler, på stakken eller ved å oppdatere parametrene; jeg har valgt det siste. 3. Ved kallet på strini må parametrene legges på stakken i riktig rekkefølge, dvs siste parameter må legges på først. 4. Parametrene må fjernes etterpå..globl strini 2 # Navn: strini. 3 # Synopsis: Starter teksten a med b? 4 # C-signatur: int strini (unsigned char *a, unsigned char *b). 5 # Registre: AL: Tegn som skal sjekkes. 6 # ECX: a (økes etter hvert) 7 # EDX: b (økes etter hvert) 8 9 strini: pushl %ebp # Standard movl %esp,%ebp # funksjonsstart. 2 movl 8(%ebp),%ecx # Hent a 3 movl 2(%ebp),%edx # og b. 4 5 si_l: # while () { 6 cmpb $,(%edx) # if (b* == ) 7 je si_r # goto si_r. 8 movb (%ecx),%al # if (*a 9 cmpb %al,(%edx) #!= *b) 2 jne si_r # goto si_r. 2 incl %ecx # ++a. 22 incl %edx # ++b. 23 jmp si_l # } si_r: movl $,%eax # si_r: 26 jmp si_x # return. 27 si_r: movl $,%eax # si_r: 28 si_x: popl %ebp # return. 29 ret # globl strstr 33 # Navn: strstr. 34 # Synopsis: Søker etter en tekst i en annen tekst. 35 # C-signatur: unsigned char *strstr (unsigned char data, unsigned char *s). 36 # Registre: ECX: data (øker etter hvert) 37 # EDX: arbeidsregister strstr: pushl %ebp # Standard 4 movl %esp,%ebp # funksjonsstart ss_l: # while ( 43 movl 8(%ebp),%ecx # *data )

12 44 cmpb $,(%ecx) #!= 45 je ss_r # { movl 2(%ebp),%edx # s). 48 pushl %edx # 49 movl 8(%ebp),%edx # data, 5 pushl %edx # 5 call strini # EAX = strini( 52 popl %edx # (Fjern 53 popl %edx # parametrene.) cmpl $,%eax # if (EAX ) goto ss_rp. 56 jne ss_rp #!= 57 incl 8(%ebp) # ++data ; 58 jmp ss_l # } 59 6 ss_r: movl $,%eax # ss_r: 6 jmp ss_x # return. 62 ss_rp: movl 8(%ebp),%eax # ss_rp: 63 ss_x: popl %ebp # return data. 64 ret # Oppgave Funksjonen f gjør en XOR-operasjon med FF hex mot register %AH som er nest nederste byte i %EAX. Resultatet er altså «f: x234a978». Oppgave 2 Funksjonen f2 flytter 3 byte fra der andre parameter peker til dit første parameter angir. Resultatet blir derfor «f2: "Abfghfghi"». Oppgave 3 Parameteren lagres som bit-ene... bin. Når bit-ene skiftes aritmetisk (dvs med kopi av fortegnsbit-et) 3 plasser mot høyre, blir svaret... bin som er 2. Oppgave 4 Funksjonen f4 summerer en vektor med float-verdier; andre parameter angir antall verdier i vektoren. Svaret blir derfor 6,5. Oppgave 5 f5 teller antall -bit i en verdi ved å rotere seg gjennom bit-ene og teste dem ett og ett. Svaret blir 23. Oppgave 6 Funksjonen f6 ser på parameterlisten og teller antall parametre til det kommer én med verdi. Svaret er derfor 4. 2