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1 Elementi di Architettura e Sistemi Operativi Bioinformatica - Tiziano Villa 22 Giugno 2012 Nome e Cognome: Matricola: Posta elettronica: problema punti massimi i tuoi punti problema 1 6 problema 2 7 problema 3 7 problema 4 10 totale 30 1

2 1. Rispondere in modo preciso ma conciso alle seguenti domande. Interpretando la paginazione su richiesta come una forma di cache tra memoria principale e disco, si risponda alle seguenti domande con una breve motivazione delle risposte. Qual e la dimensione di un blocco? Qual e l organizzazione della cache (diretta, associativa a insiemi, completamente associativa)? Come si trova una pagina nella cache (cioe in questo caso nella memoria principale)? 2

3 Che cosa si fa in caso di mancata presenza di una pagina? Quali sono gli algoritmi di rimpiazzo di una pagina in caso di mancata presenza di essa? Qual e la politica di aggiornamento del disco in caso di scrittura? 3

4 2. Si consideri il seguente scenario di lavanderia automatica. Un cliente in arrivo depone delle monete in una di due postazioni di servizio e richiede una macchina per lavare. Le due postazioni sono collegate a un calcolatore centrale che assegna automaticamente una macchina disponibile e produce un cartellino con il numero della macchina assegnata. Il cliente utilizza la macchina indicata, che alla fine del ciclo di lavaggio informa il calcolatore centrale di essere di nuovo disponibile. Il calcolatore centrale gestisce un vettore disponibile[nmacchine], dove la posizione i e 0 se la macchina i-esima e disponibile. La costante NMACCHINE indica il numero di macchine totali nella lavanderia. C e un semaforo nlibere che indica quante macchine sono disponibili. Il codice per assegnare e rilasciare le macchine segue. Il vettore disponibile e inizializzato con tutti uno, la variabile nlibere e inizializzata a NMACCHINE. int allocazione() { int i; P(nlibere); for (i = 0; i < NMACCHINE; i++) { if (disponibile[i])!= 0) { disponibile[i] = 0; return i; } } } rilascio(int macchina) { disponibile[macchina] = 1; V(nlibere); } 4

5 (a) Si analizzi il codice precedente spiegandone il funzionamento. 5

6 (b) E riportato che occasionalmente, quando due persone richiedono una macchina nello stesso momento, si ritrovano assegnata la medesima lavatrice. Vi si chiede di analizzare il codice e spiegare quando cio possa succedere. 6

7 (c) Si modifichi il codice precedente aggiungendo due istruzioni per eliminare l inconveniente riportato. 7

8 3. Si consideri uno schema di traduzione da indirizzi virtuali a indirizzi fisici basato sull impaginazione semplice. Le pagine abbiano 4 bytes ciascuna. Siano date tre pagine della memoria virtuale, con indirizzo virtuale rispettivo: 0x00, 0x04 e 0x08. La tavola delle pagine abbia tre elementi con i seguenti contenuti: l elemento d indice 0 ha contenuto 4 (in binario ), l elemento d indice 1 ha contenuto 3 (in binario ), l elemento d indice 2 ha contenuto 1 (in binario ). Si mostri graficamente lo schema d indirizzamento. 8

9 Si calcolino gl indirizzi delle pagine fisiche corrispondenti alle pagine virtuali indicate, in particolare si calcolino: (a) l indirizzo fisico del primo elemento della pagina virtuale d indirizzo 0x00, (b) l indirizzo fisico del primo elemento della pagina virtuale d indirizzo 0x04, (c) l indirizzo fisico del primo elemento della pagina virtuale d indirizzo 0x08. 9

10 4. Si progetti un circuito sequenziale che realizza la seguente specifica: Ci sono due segnali binari d ingresso X 1, X 2 e un segnale binario d uscita Z. A ogni ciclo di orologio si legge una nuova coppia di cifre binarie della sequenza d ingresso che costituisce un nuovo simbolo. L uscita z vale 1 per un ciclo di orologio se e solo se all ingresso e riconosciuta la sequenza di simboli (cioe, l uscita z rimane a 1 per un ciclo d orologio in corrispondenza dell ultimo simbolo della sequenza riconosciuta, poi ritorna al valore 0). Il circuito e in grado di riconoscere anche sequenze parzialmente sovrapposte. (a) Si disegni il grafo delle transizioni di una macchina a stati finiti di tipo Mealy che corrisponde alla specifica. S indichi lo stato iniziale. 10

11 (b) Si minimizzi il numero degli stati della macchina proposta, applicando l algoritmo di minimizzazione degli stati. 11

12 (c) Si scriva la tavola delle transizioni con gli stati futuri e le uscite e la si codifichi. 12

13 (d) Supponendo di usare bistabili di tipo D, si derivino le equazioni minimizzate di eccitazione degl ingressi dei bistabili e le equazioni minimizzate delle uscite. 13

14 (e) Si realizzi il circuito sequenziale corrispondente con bistabili di tipo D campionati sul fronte di salita, invertitori e porte NAND. Si etichettino con chiarezza i segnali. 14

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