Tietokoneen toiminta, Kesä 2002, LH 3

Tee tehtävät yksi kerrallaan haluamassasi järjestyksessä. Tarvittaessa pyydä apua paikalla olevilta ohjaajilta. Halutessasi voit tehdä tehtäviä pienessä ryhmässä, mutta kaikkien tulee silti kirjoittaa omat vastauksensa ja tehdä omat ohjelmansa omalla koneellaan. Saatuasi valmiiksi jonkun tehtävän (joukon tehtäviä), voit pyytää ohjaajaa tarkistamaan suorituksesi.

Ennen pois lähtöäsi varmista vielä, että ohjaajat ovat kirjanneet kaikki tekemäsi tehtävät. Harjoitustehtäviä voi toki tehdä vielä kotonakin, mutta kurssin läpipääsyyn ja arvosanaan vaikuttavat vain harjoitustilanteessa kirjatut tehtävät. Kurssin suoritus edellyttää aktiivisuutta myös harjoitustehtävien suhteen.

 

1. Tee ttk-91 koneen symbolisella konekielellä ohjelma, joka
   1. Varaa tilaa 20-alkioiselle taulukolle Tbl[20]
   2. Alustaa suoritusaikana taulukon Tbl siten, että Tbl[i] = i*i
   3. Laskee taulukon Tbl alkioiden summan siten, että indeksirekisterissä R1 on aina käsiteltävän taulukon alkion indeksi. Uusi alkio ladattaisiin siis rekisteriin R3 konekäskyllä "LOAD  R3, Tbl(R1)".
   4. Tulostaa lasketun summan

   Tässä tehtävässä ei ole tarkoitus käyttää aliohjelmia tai funktioita. Tarkista ohjelmasi toimivuus kääntämällä ja suorittamalla se Koksin avulla.

    

2. Täydennä (esimerkkihakemistossa olevaa) ohjelmaa lh_arvop.k91 toteuttamalla aliohjelma Simple(A, B, C), joka tulostaa annetun kolmen parametrin summan. Kaikki kolme parametria välitetään arvoparametreina.

   Noudata aliohjelmien ja funktioiden toteutuksessa luennolla esitettyä tapaa aktivointitietueen rakentamiseen ja purkamiseen. Huolehdi, että kaikkien työrekistereiden (R0-R5) arvot ovat samat aliohjelmasta tai funktiosta palatessa kuin ne olivat kutsuhetkellä. Voit kopioida heti aluksi ohjelmarungon lh_arvop.k91 omaan koksi hakemistoosi ja täydentää siihen aliohjelman Simple.

   Tarkista ohjelmasi toimivuus kääntämällä ja suorittamalla se Koksin avulla.

    

3. Täydennä (esimerkkihakemistossa olevaa) ohjelmaa lh_kutsu.k91 toteuttamalla aliohjelma SUBR(X, A, B), joka tulosparametrin X arvoksi arvoparametrien A ja B erotuksen. X välitetään viiteparametrina.

   Tarkista ohjelmasi toimivuus kääntämällä ja suorittamalla se Koksin avulla.

    

4. Ttk-91 koneen konekäskyn osoiteosa on vain 16-bittinen. Tämä asettaa rajoituksia käskyssä olevien vakioiden koolle.
   1. Mikä on suurin positiivinen luku, joka voidaan esittää käskyssä vakiona?
   2. Mikä on pienin negatiivinen luku, joka voidaan esittää käskyssä vakiona?
   3. Miten tulee toimia, jos tarvitaankin suurempaa vakiota? Esimerkiksi lukua 500000?
   4. Entä miten tulisi menetellä, jos tarvitaan suurta vakiota indeksoidun osoitusmoodin kanssa? Esimerkiksi, jos halutaan lukea data osoitteesta (R1)+666666?
   5. Keksitkö tilannetta, jossa pienikin vakio olisi järkevämpää tallettaa data alueelle (DC valekäskyllä) sen asemesta, että se (tai sen kaikki ilmentymät) talletettaisiin konekäskyn vakio-osaan?
      
5. Muistiviitteet.
   1. Miten monta muistiinviitausta eri ttk-91 koneen konekäskyt voivat tehdä? Mikä on "huonoin" käsky tässä mielessä? Mikä on "paras"?
   2. Kumpi on tärkein tekijä tässä suhteessa, operaatiokoodi, tiedon osoitusmuoto vai molemmat? Miksi?
      
      
6. Tiedon esitys.
   1. Mikä on desimaalijärjestelmän luvun 43.234 binääriesitys?
   2. Mitä desimaalijärjestelmän lukua binääriluku 101010.1010 vastaa?
   3. Mikä on desimaalilukujen +23 ja -75 esitys seuraavissa 16 bitin Big-Endian esitysmuodoissa:
      1. etumerkillinen (sign and magnitude)
      2. kahden komplementti (two's complement)
      3. yhden komplementti (one's complement)
      4. 32767 vakiolisäys (biased by 32767)
   4. Mikä on desimaaliluvun 33.125 IEEE liukulukustandardin mukainen esitys?
      
   5. Oletetaan, että ohjelmointikielessä MyLan on totuusarvo (boolean) ja liukuluku tietotyypit. Esimerkiksi, siinä voidaan käyttää boolean tai float tyyppisiä muuttujia. Ttk-91 koneessa ei kuitenkaan ole tällaisia tietotyyppejä. Voisiko MyLan kielelle tehdä kääntäjän, jonka avulla MyLan kielisiä ohjelmia voisi suorittaa ttk-91 koneessa?
      Jos voi, niin miten? Jos ei voi, niin miksi ei?
      
      
7. Tee ttk-91 koneen symbolisella konekielellä ohjelma, joka
   1. Varaa tilaa 20-alkioiselle taulukolle Tbl[20]
   2. Alustaa suoritusaikana taulukon Tbl siten, että Tbl[i] = i*i
   3. Alustaa osoitin muuttujan Xptr osoittamaan taulukon Tbl ensimmäiseen alkioon
   4. Tulostaa osoitinmuuttujan Xptr arvon
   5. Laskee taulukon Tbl alkioiden summan siten, että osoitinrekisterissä R2 on aina käsiteltävän taulukon alkion osoite (pointteri). Uusi alkio ladattaisiin rekisteriin R3 siis konekäskyllä "LOAD  R3, @R2".
   6. Tulostaa lasketun summan

   Tarkista ohjelmasi toimivuus kääntämällä ja suorittamalla se Koksin avulla.

    

Noudata aliohjelmien ja funktioiden toteutuksessa luennolla esitettyä tapaa aktivointitietueen rakentamiseen ja purkamiseen. Huolehdi, että kaikkien työrekistereiden (R0-R5) arvot ovat samat aliohjelmasta tai funktiosta palatessa kuin ne olivat kutsuhetkellä.