581305-6 Tietokoneen toiminta, 2 ov, erilliskoe 16.8.2005    

1. [15 p] Hamming koodi. Oletetaan, että meillä on 4-bittinen data 0111, joka suojataan Hamming koodin avulla. Oletetaan, että bitit numeroidaan oikealta vasemmalle (kuten Stallingsin kirjassa esitettiin). Käytössä on parillinen pariteetti.
1. [2 p] Montako pariteettibittiä tarvitaan suojaamaan näitä neljää data-bittiä?
2. [4 p] Anna Hamming koodilla suojattu kyseisen datan esitysmuoto (pariteettibitteineen).
3. [3 p] Oletetaan, että toinen (2) bitti vasemmalta (kyseisessä datassa pariteettibitteineen) on tiedon siirron aikana muuttunut. Havaitaanko virhe Hamming koodin avulla? Voidaanko se korjata? Miten tai miksi ei? Näytä yksityiskohtaisesti.
4. [3 p] Oletetaan, että joku tarkistusbiteistä muuttuu tiedon siirron aikana, mutta muut bitit siirtyvät oikein. Havaitaanko virhe Hamming koodin avulla? Voidaanko se korjata? Miten tai miksi ei? Näytä yksityiskohtaisesti.
5. [3 p] Jos databittejä olisi 64, niin montako pariteettibittiä tarvittaisiin?
    
2. [15 p] Määrittele seuraavat käsitteet
1. [3 p] prosessi
2. [3 p] etuoikeutettu tila
3. [3 p] muistiväylä
4. [3 p] Epäsuora I/O
5. [3 p] DMA (Direct Memory Access)
   
   
3. [15 p] Konekäskyjen suoritus, keskeytykset.
1. [5 p] Kerro millainen on TTK-91 koneen käskyrakenne ja mitä tietoja mihinkin kenttään talletetaan. Anna konekäskyn "SUB R4, T(R3)" esitysmuoto muistissa käskyrakenteen mukaan kokonaislukuina (ei tarvitse muuttaa biteiksi), kun symbolitaulussa T:n arvo on 70.
2. [5 p] Mitä suorittimella tapahtuu konekäskyä "SUB R4, T(R3)" suoritettaessa suoritussyklin eri vaiheissa?
3. [5 p] Mitä ovat keskeytykset (exception, interrupt) ja minkä tyyppisiä keskeytyksiä on olemassa?
4. [15 p]  Ttk-91 koneen symbolinen konekieli. Kokonaislukuarvoiset muuttujat K1 ja K2 sekä kokonaislukuarvoinen taulukko T[32] on määritelty pääohjelmatasolla. Taulukossa on siis 32 alkiota (indeksit 0,...,31).
   1. [1 p] Anna muuttujien K1 ja K2 sekä taulukon T määrittely.
   2. [7 p] Tee aliohjelma Bitit(Luku, N, B), joka palauttaa N vähiten merkitsevää bittiä kokonaisluvusta Luku N-alkioisessa taulukossa B. Taulukon alkioiden arvojoukko sisältää siis vain nollia ja ykkösiä. Jos Luku on esimerkiksi 5, niin T[0]=1, T[2]=1 ja muiden alkioiden arvo on nolla. Parametrit Luku ja N ovat arvoparametreja ja parametri B on viiteparametri.
   3. [7 p] Anna käskyt, joilla ensin luetaan muuttujaan K1 kokonaisluku ja sen jälkeen aliohjelmaa Bitit käyttäen haetaan taulukkoon T luvun bittiesitys ja tulostetaan bitit. Tämän jälkeen luetaan muuttujaan K2 kokonaisluku ja aliohjelmaa Bitit käyttäen haetaan taulukkoon T luvun bittiesitys. Lopuksi tulostetaan kuinka monta 1-bittiä luvussa K2 oli.
   Noudata suositusten mukaista aliohjelmien (funktioiden) toteutustapaa ja kutsumekanismia.