Computerarkitektur Eksamen 2014Q3. Niels Olof Bouvin. Studienummer Navn

Transkript

1 Computerarkitektur Eksamen 2014Q3 Niels Olof Bouvin Studienummer Navn

2 Vejledning Eksamen varer en time fra kl. 9 til kl. 10. Husk at skrive studienummer og navn tydeligt på forsiden, inden eksamen afsluttes. Der er tyve spørgsmål, og ét rigtigt svar per spørgsmål. Et rigtigt svar giver 3 point, og et forkert giver -1 point. Det er tilladt at afkrydse flere svar per spørgsmål. Spørgsmål og figurer er adskilte i dette eksamenssæt, men refereres ved figurnummer og sidetal. Det er naturligvis ikke tilladt at skrive af eller samtale under eksamen. Telefoner og andre apparater skal være slukket og må ikke benyttes. Når eksamen er afsluttet, aflevér da opgaven, og forlad lokalet i ro og orden. Hjælpemidler er opgivet pensum og afleverede opgaver. Eksempel på et spørgsmål og besvarelse Indledende forklaring og henvisning til figurer Det faktiske spørgsmål? X.0.1 Nope X.0.2 Nope nope X.0.3 Nope nope nope X.0.4 Helt bestemt rigtigt Brug blyant, så et eventuelt forkert svar kan viskes ud, og erstattes med et andet svar. Såfremt man fortryder et svar (og har brugt en pen), udfyld da det forkerte svar helt, og sæt et kryds til venstre for det ønskede svar. Skriv tydeligt!

3 Spørgsmål A.1 Betragt IJVM programmet Prog1 i Figur 1a på side 5. Hvad er resultatet af en kørsel af programmet Prog1 i Figur 1a med argumentet 3? $ ijvm Prog1.bc 3 A.1.1 Programmet terminerer ikke A A A Spørgsmål A.2 Betragt IJVM programmet Prog1 i Figur 1a på side 5. Hvad er resultatet af en kørsel af programmet Prog1 i Figur 1a med argumentet 5? $ ijvm Prog1.bc 5 A A A A Spørgsmål A.3 Betragt IJVM programmet Prog1 i Figur 1a på side 5. Hvad er den maksimale stakhøjde under en kørsel af programmet Prog1 i Figur 1a med argumentet 2? $ ijvm Prog1.bc 2 Initiel stak er stack = 0, 1, 2, 18 A A A A Spørgsmål A.4 Betragt IJVM programmet Prog1 i Figur 1a på side 5. Hvilken beregning udfører programmet Prog1 i Figur 1a med det ikke-negative heltalsargument a? $ ijvm Prog1.bc a A.4.1 (a 1)a A.4.2 summen af alle ulige tal fra 0 til og med a A.4.3 summen af alle lige tal fra 0 til og med a A.4.4 2a Spørgsmål A.5 Betragt MAL definitionen af instruktionen zig i Figur 2a på side 6, samt tilhørerende specifikation Hvad er resultatet af en kørsel af programmet Prog2 i Figur 1b på side 5 med argumenterne , idet det antages, at den oversatte instruktion er i ijvm.mic1? $ mic1 -f ijvm.spec ijvm.mic1 Prog2.bc A A A A Spørgsmål A.6 Betragt MAL definitionen af instruktionen zig i Figur 2a på side 6, samt tilhørerende specifikation Hvad er resultatet af en kørsel af programmet Prog2 i Figur 1b på side 5 med argumenterne , idet det antages, at den oversatte instruktion er i ijvm.mic1? $ mic1 -f ijvm.spec ijvm.mic1 Prog2.bc A A A A

4 Spørgsmål A.7 Betragt MAL definitionen af instruktionen zig i Figur 2a på side 6, samt tilhørerende specifikation Såfrem stakken inden zig udføres er a b c d (hvor a er det øverste element), hvorledes ser stakken da ud efter zig er udført? A.7.1 (a+b) (c+d) A.7.2 a b A.7.3 (a+c) (b+d) A.7.4 (a+d) (b+c) Spørgsmål A.8 Betragt MAL definitionen af instruktionen zag i Figur 2b på side 6, samt tilhørerende specifikation Hvad er resultatet af en kørsel af programmet Prog3 i Figur 1c på side 5 med argumenterne , idet det antages, at den oversatte instruktion er i ijvm.mic1? $ mic1 -f ijvm.spec ijvm.mic1 Prog3.bc A A A A Spørgsmål A.9 Betragt MAL definitionen af instruktionen zag i Figur 2b på side 6, samt tilhørerende specifikation Hvad er resultatet af en kørsel af programmet Prog3 i Figur 1c på side 5 med argumenterne , idet det antages, at den oversatte instruktion er i ijvm.mic1? $ mic1 -f ijvm.spec ijvm.mic1 Prog3.bc A A A A Spørgsmål A.10 Betragt MAL definitionen af instruktionen zag i Figur 2b på side 6, samt tilhørerende specifikation Hvad er resultatet af en kørsel af programmet Prog3 i Figur 1c på side 5 med argumenterne , idet det antages, at den oversatte instruktion er i ijvm.mic1? $ mic1 -f ijvm.spec ijvm.mic1 Prog3.bc A A A A Spørgsmål A.11 Betragt MAL definitionen af instruktionen zag i Figur 2b på side 6, samt tilhørerende specifikation Under antagelse af, at n er et positiv heltal, hvad udfører instruktionen zag n da? A.11.1 Fjerner de n øverste tal fra stakken, og putter det mindste tal af de n tal på stakken A.11.2 Fjerner de n øverste tal fra stakken, og putter det største tal af de n tal på stakken A.11.3 Fjerner de n øverste tal fra stakken, og putter det n te tal af de n tal på stakken A.11.4 Fjerner de n øverste tal fra stakken, og putter summen af de n tal på stakken Spørgsmål A.12 Betragt x86-64 programmet Prog4 i Figur 3 på side 7. Hvad udskriver programmet Prog4 i Figur 3 med argumenterne 1 2 3? $./Prog A.12.1 fun(1,2,3) = 0 A.12.2 fun(1,2,3) = 1 A.12.3 fun(1,2,3) = 2 A.12.4 fun(1,2,3) = 3 2

5 Spørgsmål A.13 Betragt x86-64 programmet Prog4 i Figur 3 på side 7. Hvad udskriver programmet Prog4 i Figur 3 med argumenterne 1 2 2? $./Prog A.13.1 fun(1,2,2) = -4 A.13.2 fun(1,2,2) = 0 A.13.3 fun(1,2,2) = 1 A.13.4 fun(1,2,2) = 3 Spørgsmål A.14 Betragt x86-64 programmet Prog4 i Figur 3 på side 7. Hvad udskriver programmet Prog4 i Figur 3 med argumenterne 1 2-1? $./Prog A.14.1 fun(1,2,-1) = -3 A.14.2 fun(1,2,-1) = 0 A.14.3 fun(1,2,-1) = 2 A.14.4 fun(1,2,-1) = 3 Spørgsmål A.15 Betragt x86-64 programmet Prog4 i Figur 3 på side 7. Hvad udskriver programmet Prog4 i Figur 3 med argumenterne a b c (der antages at være heltal)? $./Prog4 a b c A.15.1 fun(a,b,c) = (a xor b) or (b and c) A.15.2 fun(a,b,c) = (a or b) and (a xor c) A.15.3 fun(a,b,c) = (a xor b) or (a and c) A.15.4 fun(a,b,c) = (a and b) or (b xor c) Spørgsmål A.16 Betragt det logiske kredsløb i Figur 4 på side 8 med input A, B og C og output F. Hvilken af sandhedstabellerne på side 8 beskriver kredsløbet i Figur 4? A.16.1 Tabel 1a A.16.2 Table 1b A.16.3 Tabel 1c A.16.4 Tabel 1d Spørgsmål A.17 Betragt det logiske kredsløb i Figur 4 på side 8 med input A, B og C og output F. Hvilken af følgende boolske udtryk, hvor - angiver negation, beskriver kredsløbet i Figur 4? A.17.1 A and (B or -C) A.17.2 ((A or -C) and B) or (A and C) A.17.3 (A or -B) and C A.17.4 (A and B) or (B and -C) Spørgsmål A.18 Følgende tal er repræsenteret som et 8 bits, 2-komplement binært tal: Hvordan repræsenteres tallet i decimal? A A A A Spørgsmål A.19 Følgende tal er repræsenteret i decimal: -57. Hvordan repræsenteres tallet binært i 2-komplement, 8 bits? A A A A Spørgsmål A.20 Følgende tal er repræsenteret i heksadecimal: 5A. Hvordan repræsenteres tallet i octal? A A A A

6 4

7 1. method main 2. args 2 3. d e f i n e a = 1 4 bipush 88 5 i l o a d a 6 i n v o k e v i r t u a l fun 7 end : i r e t u r n 8 9. method fun 10. args d e f i n e a = l o c a l s d e f i n e b = d e f i n e c = 1 15 l a b e l 1 : i l o a d a 16 dup 17 dup 18 i f l t l a b e l 4 19 ldc w c 20 iand 21 bipush a 22 i f i c m p e q l a b e l 2 23 pop 24 goto l a b e l 3 25 l a b e l 2 : i l o a d b 26 iadd 27 i s t o r e b 28 l a b e l 3 : i i n c a, 1 29 goto l a b e l 1 30 l a b e l 4 : i l o a d b 31 i r e t u r n (a) Prog1 1. method main 2. args 5 3. d e f i n e a = 1 4. d e f i n e b = 2 5. d e f i n e c = 3 6. d e f i n e d = 4 7 i l o a d a 8 i l o a d b 9 i l o a d c 10 i l o a d d 11 z i g 12 isub 13 i r e t u r n (b) Prog2 Figur 1: IJVM programmer 1. method main 2. args 5 3. d e f i n e a = 1 4. d e f i n e b = 2 5. d e f i n e c = 3 6. d e f i n e d = 4 7 i l o a d a 8 i l o a d b 9 i l o a d c 10 i l o a d d 11 zag 4 12 i r e t u r n (c) Prog3 5

8 1 z i g = 0x6C : 2 MAR = SP = SP 1 ; rd 3 MAR = SP = SP 1 ; rd 4 OPC = MDR 5 MAR = SP = SP 1 ; rd 6 H = MDR 7 TOS = H + TOS 8 H = MDR 9 MDR = H + OPC 10 MAR = SP 1 ; wr 11 MDR = TOS 12 MAR = SP ; wr ; goto main (a) zig 1 zag = 0x78 : 2 PC = PC + 1 ; f e t c h 3 OPC = MBR 1 4 l z a g 1 : N = OPC = OPC 1 ; i f (N) goto l zag4 ; e l s e goto l zag2 5 l z a g 2 : MAR = SP = SP 1 ; rd 6 H = TOS 7 N = MDR H; i f (N) goto l z a g1 ; e l s e goto l zag3 8 l z a g 3 : TOS = MDR; goto l z a g 1 9 l z a g 4 : MDR = TOS 10 MAR = SP ; wr ; goto main 1 0x6C z i g 2 0 x78 zag byte (b) zag (c) ijvm.spec Figur 2: MAL programmer 6

9 1. s e c t i o n. data 2 argc :. quad 0 3 argv :. quad 0 4 a :. quad 0 5 b :. quad 0 6 c :. quad 0 7 mesg :. a s c i z fun(%qd,%qd,%qd ) = %qd\n 8 9. s e c t i o n. text 10. g l o b a l main main : pushq %rbp 13 movq %rsp,%rbp 14 movq %rdi, argc 15 movq %r s i, argv 16 movq 8(% r s i ), %r d i 17 c a l l a t o l 18 movq %rax, a 19 movq argv, %rax 20 movq 16(% rax ),% r d i 21 c a l l a t o l 22 movq %rax, b 23 movq argv, %rax 24 movq 24(% rax ),% r d i 25 c a l l a t o l 26 movq %rax, c 27 movq a,% r d i 28 movq b,% r s i 29 movq %rax,%rdx c a l l fun 32 movq $mesg,% r d i 33 movq a,% r s i 34 movq b,% rdx 35 movq c,% rcx 36 movq %rax,% r8 37 xor %al,% a l 38 c a l l p r i n t f 39 xorq %rax, %rax 40 l e a v e 41 r e t fun : push %rbp 44 movq %rsp,%rbp 45 xorq %r s i,%rdx 46 andq %r s i,% r d i 47 orq %rdi,%rdx 48 movq %rdx,% rax 49 l e a v e 50 r e t Figur 3: Prog4 7

10 Figur 4: En logisk funktion med tre input A B C F A B C F A B C F A B C F (a) Sandhedstabel (b) Sandhedstabel (c) Sandhedstabel (d) Sandhedstabel Tabel 1: Sandhedstabeller 8