Tietokoneen toiminta - Kevät 2004

Harjoitus 1, viikko 13, 22.3. - 26.3.2004

• Tehtävä 1-2: KOKSIn asennus

  Opettele käyttämään Koksi simulaattoria. Simulaattori on saatavilla kurssin kotisivulta http://www.cs.helsinki.fi/u/kerola/tito/ ja aiempien vuosien kursseilta. Yleisiä ohjeita ja ratkaisuja tämän kevään ongelmiin ilmestyy tarvittaessa tämän (Kevät 2004) kurssin kotisivulle http://www.cs.helsinki.fi/u/niklande/opetus/K2004/TietokoneenToiminta.html

  1. Kopioi koksi.zip sopivaan hakemistoon (esim hakemisto "koksi") ja pura se samaan hakemistoon.
     (Joissakin Windows-versioissa hakemistosi tulee sijaita paikallisella levyllä eikä levypalvelimella.)
  2. Käytä esim. "Find"-apurutiinia paikallistaaksesi jonkun tekstipohjaisen editorin (esim. "edit.com") ja laita sen absoluuttinen polkunimi (esim. "c:\winnt\system32\edit.com") alustustiedoston Koksi.cfg ainoaksi riviksi.
  3. Imuroi Koksi-esimerkkiohjelmista http://www.cs.helsinki.fi/teemu.kerola/tito/esimerkit tiedosto sum.k91 ja talleta se koksi-ohjelman kanssa samaan hakemistoon.
  4. Käynnistä koksi-simulaattori (koksi.exe) ja nollaa sen muisti. Simulattorin käyttö on helpompaa näppäimistön (return, nuolet, Esc) kuin hiiren avulla.
  5. Laita asetuksista optio "kommentointi" päälle
  6. Lataa ja käännä ohjelma sum.k91.
  7. Mitkä ovat symbolien DONE, KBD ja LUKU arvot?
  8. Suorita ohjelma syötteillä 5, 4, 3 ja 0. Mikä arvo tulostui?
  9. Missä muistipaikassa muuttujan SUMMA arvo on talletettuna?
  10. Laita asetuksista kommentointi pois päältä ja suoritusnopeudeksi hidas.
  11. Suorita ohjelma syötteillä 4, 3 ja 0. Mikä arvo tulostui? Miksi tulostettu arvo oli väärin?
      Esitä kaksi periaattellisesti erilaista tapaa korjata asia.
  12. Kokeile molempia tapoja korjata asia ja näytä, että lähestymistapasi olivat oikeita.
  13. Muuta ohjelmaa sillä tavoin, että annettujen lukujen summan asemesta lasketaankin niiden tulo. Voit editoida ohjelmaa joko suoraan koksi-simulaattorissa valitsemallasi editorilla (, jonka hakemistopolun kirjoitit alustustiedostoon Koksi.cfg) tai simulattorin ulkopuolella millä tahansa tekstipohjaisen tiedoston tuottavalla editorilla. Kaikki Koksi-ohjelmatiedostot täytyy kuitenkin tallettaa koksi-simulaattorin kanssa samaan hakemistoon.

   

• Tehtävä 3: Korkean tason kieli vs. symbolinen konekieli

  Oletetaan, että meillä on korkean tason kielellä (C, Java, Pascal) tehty ohjelma Simple, joka on käännetty TTK-91 koneen konekielelle.

  1. Missä fyysisesti erilaisissa tietokoneen komponenteissa ohjelman Simple muuttujan X arvo voi sijaita (TTK-91 koneessa) ohjelmaa suoritettaessa? Anna kaksi vaihtoehtoa. Perustele vastauksesi.
     

       Anna seuraaviin kysymyksiin vastaukset TTK-91 koneen osalta erikseen kummallekin vaihtoehdolle.

  2. Millä konekäskyillä X:n arvon voi tulostaa?
  3. Millä konekäskyillä X:n osoitteen voi tulostaa?
  4. Millä konekäskyillä X:n arvoksi asetetaan luku 65?
  5. Millä konekäskyillä X:n osoitteeksi asetetaan luku 211?
  6. Millä konekäskyillä X:n arvo voidaan tallettaa muistiin muuttujan Y arvoksi?

  Kokeilithan vastauksiasi myös simulaattorilla.

   

• Tehtävä 4: Korkean tason kieli vs. symbolisen konekielen käskyt.

  Korkean tason kielessä ja konekielessä on erilaisia ohjelmaelementtejä. Alla on lueteltu joukko TTK-91 koneen konekäskyjä ja pseudokonekäskyjä. (Pseudokonekäskyjä kutsutaan myös kääntäjän ohjauskäskyiksi). Minkälaisesta korkean tason kielen ohjelmakohdasta (ohjelmointikielen lause tai sen joku osa) kääntäjä voisi käyttää TTK-91 koneen (pseudo)konekäskyä

  1. SUB
  2. MOD
  3. OR
  4. XOR
  5. COMP
  6. JUMP
  7. JNGRE
  8. DC
  Anna korkean tason kielellä (C, Java, tms) esimerkki kustakin tapauksesta ja kerro millaiseksi TTK-91 kielen käskyksi se voitaisiin kuvata.
  Miten kääntäjän ohjauskäskyt eroavat tavallisista konekäskyistä?

   

• Tehtävä 5: Muistin osoitusmuodot.

  Oletetaan, että kullakin käskyllä jatkossa lähtötilanne on luennon 2 kalvon 19 (TTK-91 muistin osoitusmoodit) tilanne. Anna kullekin käskylle tehollinen muistiosoite (effective address) ja joko muuttuneen rekisterin sisältö tai muuttuneen muistipaikan osoite ja sisältö. Jos jokin käsky ei ole laillinen, kerro minkä takia näin on.
  

  1. LOAD R4, 200
  2. LOAD R3, One(R1)
  3. LOAD R3, =One(R1)
  4. STORE R0, One(R1)
  5. STORE R2, @9(R3)
  6. LOAD R0, @R1
  7. LOAD R1, @(R1)
  8. STORE R1, @(R1)
  9. STORE R0, R1
  10. STORE R2, =One
  11. LOAD R1,@R2(R3)

  Voit myös kokeilla käskyjä simulaattorilla.

   

• Tehtävä 6: TTK-91 -koneen KOKSI simulaattori
  1. Miten simulaattori eroaa todellisesta tietokoneesta?
  2. Miten simulaattorilla suoritettavat ohjelmat eroavat todellisella tietokoneella suoritettavista ohjelmista?
  3. Mitä etua on suorittaa ohjelmia simulaattorilla sen sijaan, että ne suoritettaisiin todellisella tietokoneella?
  4. Mitä haittaa on suorittaa ohjelmia simulaattorilla sen sijaan, että ne suoritettaisiin todellisella tietokoneella?

  ---

  Tiina.Niklander@cs.helsinki.fi