Architettura degli elaboratori, 14 Giugno 2008

Non e' ammesso l'uso di alcun testo, appunti o calcolatrici. Le risposte vanno scritte nel foglio di bella copia. Si raccomanda la massima SINTETICITA'. L'eccessiva verbosita' verra' considerata negativamente.
I risultati (sia positivi che negativi) verranno registrati sul portale CEA non appena corretti i compiti. Chi non intenda accettare un voto basso o desideri fare un orale in caso di voto basso (se quest'ultimo e' comunque maggiore di 24), deve comunicarlo per tempo al docente o all'assistente in aula.

Gli iscritti alla laurea triennale debbono essersi prenotati sul portale studenti del nostro ateneo, in caso cio' non sia stato fatto fatelo immediatamente presente al docente o all'assistente in aula.

Coloro che debbono sostenere l'esame da 9 crediti, uno volta superato lo scritto dovranno sostenere un orale sulla parte del programma del loro anno di corso non coperto dal programma di quest'anno.

Esercizio 1
Si consideri la struttura a livelli di un calcolatore. Si motivi l'introduzione di tale struttura. Si spieghi cos'e' il semantic gap.

Esercizio 2
I Chip di memoria non volatile (Nonvolatile Memory Chips). Discuterne.

Esercizio 3
Si consideri la realizzazione dell'ALU di Mic-1 tramite il collegamento di 32 alu da 1-bit come da Fig.3-19 del testo. Qual e' l'output della ALU se i sei bit di controllo
F₀, F₁, ENA, ENB, INVA, INC
sono settati con 010111? Giustificare la risposta.

Esercizio 4
Si vuole estendere il linguaggio IJVM con una nuova istruzione XISTR. Vogliamo che eseguire l'istruzione XISTR risulti equivalente ad eseguire il seguente segmento di codice IJVM puro:

ILOAD 1
ILOAD 2
BIPUSH 3
IADD 
IADD

Scrivere il codice Mic-1 che realizza l'istruzione XISTR. Fornire la versione Mic-2 del codice prodotto.

Esercizio 5
Scrivere un metodo assembly IJVM che calcoli la seguente funzione f sui numeri naturali:

f(x) = if x ≤ 3 then 2 else (f(x-1) + f(x-3))

Esercizio 6
Consideriamo il seguente frammento di programma (descritto anche nel Tananbaum) scritto in un linguaggio assembly generico.

        MOV R1,#0       
        MOV R2,#0       
        MOV R3,4096    
LOOP:   MOV R4,(R2)    
        AND R4,(R2)    
        OR  R1,A(R4)       
	ADD R2,4(B)       
        CMP R2,R3       
        BLT LOOP

Tale programma suppone di avere in memoria due vettori di 1024 parole. Tali vettori sono memorizzati a partire dagli indirizzi A e B. Ogni parola e' lunga 4 byte e l'indirizzamento della memoria e' al byte. Il programma dovrebbe calcolare, per ogni parola del vettore A, l'AND bit a bit di tale parola con la parola corrispondente in B, per poi fare l'OR bit a bit di tutte le 1024 parole ottenute.
Il programma in realta' contiene degli errori relativamente alle modalita' di indirizzamento utilizzate. Identificare tali errori e correggerli.
Ricordiamo che #c denota indirizzamento immediato, dove c puo' essere un numerale, un simbolo o un'espressione matematica formata da questi. L'indirizzamento registro e diretto si denota con c, dove c puo' essere solo il nome di un registro, un numerale o un simbolo.
L'indirizzamento registro indiretto si denota con (R), mentre l'indirizzamento indicizzato (indexed addressing) si denota con L(R).
Ricordate che il primo argomento delle istruzioni e' anche quello dove finisce il risultato.