Matricola Nome Cognome

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1 Università degli Studi di Udine Corsi di laurea in Ingegneria Elettronica e Ingegneria Gestionale Architettura dei calcolatori (ex Fondamenti di Informatica II) 6 giugno 27 - Prova scritta Matricola Nome Cognome ISTRUZIONI (da leggere attentamente) ) Lo studente è tenuto a scrivere, correggere, compilare ed eseguire su computer (a casa o in laboratorio) gli esercizi di programmazione prima della prova orale. Alla prova orale lo studente deve portare una memoria USB contenente i sorgenti dei programmi corretti e le stampe dei relativi file. 2) Non è consentito l uso di libri, appunti, calcolatrici, telefoni cellulari. 3) Rispondere sinteticamente negli spazi di fianco o seguenti le domande, oppure sul retro del foglio.. (3 punti) Si esegua in binario su 8 bit in complemento a 2 l operazione , discutendo l eventuale condizione di overflow. Si riportino tutti i passaggi effettuati :2 complemento a 2 : complemento a 2 - = -27 Il risultato è corretto in quanto cn = cn- =, quindi non si è verificato overflow. 2. (2 punti) Indicare le associazioni ritenute corrette CRC [ ] compressione [X] controllo errori [ ] correzione errori singolo bit di parità [ ] compressione [X] controllo errori [ ] correzione errori distanza di Hamming [ ] compressione [X] controllo errori [X] correzione errori

2 Si consideri la libreria in linguaggio C per manipolare file bitmap vista a lezione, così definita: typedef unsigned char byte; typedef unsigned short int word; typedef unsigned long int dword; #define BMPFILETYPE x4d42 typedef struct tagcolortriple byte blue; byte green; byte red; COLORTRIPLE; typedef struct tagfileheader word ImageFileType; dword FileSize; word Reserved; word Reserved2; dword ImageDataOffset; FILEHEADER; typedef struct tagbmpheader dword HeaderSize; dword ImageWidth; dword ImageHeight; word NumberOfImagePlanes; word BitsPerPixel; dword CompressionMethod; dword SizeOfBitmap; dword HorizonalResolution; dword VerticalResolution; dword NumberOfColorsUsed; dword NumberOfSignificantColors; BMPHEADER; typedef struct tagbitmap dword width; dword height; COLORTRIPLE *pixel; FILEHEADER fileheader; BMPHEADER bmpheader; BITMAP; #define PIXEL(image, row, column) \ image.pixel [(row( * image.width + (column)] BITMAP ReadBitmap (FILE *fp); void WriteBitmap (BITMAP bitmap, FILE *fp); BITMAP CreateEmptyBitmap (dword height, dword width); void ReleaseBitmapData (BITMAP *bitmap); 3. ( punti) L effetto caleidoscopico si ottiene ripetendo specularmente un immagine o una porzione di essa più volte rispetto ad un certo numero di assi. Il presente esercizio richiede di realizzare tale effetto in modo semplice, utilizzando gli assi cartesiani che passano per il centro dell immagine finale. L intera immagine sarà quindi riportata identica all originale nel quadrante in basso a sinistra e replicata specularmente negli altri tre. Di conseguenza, l immagine risultante dovrà avere un numero di pixel quadruplo rispetto all originale (si veda l esempio a lato). Si scriva un programma in inguaggio C che riceva sulla riga di comando il nome di due file bitmap e scriva nel secondo la trasformazione del primo come sopra descritto.

3 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include "bmp.h" BITMAP caleidoscopio (BITMAP img); int main (int argc, char *argv[]) FILE *fpin, *fpout, *fptxt; BITMAP imgin, imgout; if (argc!= 3) printf ("ARGOMENTI: <file in> <file out>\n"); if ((fpin = fopen (argv[], "rb")) == NULL) printf ("Error opening input file\n"); if ((fpout = fopen (argv[2], "wb")) == NULL) printf ("Error opening output file\n"); imgin = ReadBitmap (fpin); fclose (fpin); imgout = caleidoscopio (imgin); WriteBitmap (imgout, fpout); fclose (fpout); ReleaseBitmapData (&imgin); ReleaseBitmapData (&imgout); return EXIT_SUCCESS; BITMAP caleidoscopio (BITMAP imgin) BITMAP imgout; int r, c; imgout = CreateEmptyBitmap (2 * imgin.height, 2 * imgin.width); for (r = ; r < imgin.height; r++) for (c = ; c < imgin.width; c++) PIXEL (imgout, r, c ) = PIXEL (imgout, imgout.height - - r, c ) = PIXEL (imgout, r, imgout.width - - c) = PIXEL (imgout, imgout.height - - r, imgout.width - - c) = PIXEL (imgin, r, c); return imgout;

4 Un elaboratore (il modello didattico SimCPU visto a lezione) dispone di CPU (a 6 bit) con 6 registri di uso generale (R, R,..., R5) più il Program Counter, l Instruction Register, lo Stack Pointer e 4 flag Z (zero), N (negative), C (carry) e V (overflow). Si ricorda che il linguaggio assembler di tale elaboratore dispone delle seguenti istruzioni: assembly inst. name machine code action assembly inst. name machine code action LDWI d X load word dddd DATA(6) d <- X LDWA d A load word dddd ADDR(6) d <- mem[a] LDWR d a load word ddddaaaa d <- mem[a] LDBI d X load byte dddd DATA(8) d <- X LDBA d A load byte dddd ADDR(6) d <- mem[a] LDBR d a load byte ddddaaaa d <- mem[a] STWA s A store word ssss ADDR(6) mem[a] <- s STWR s a store word ssssaaaa mem[a] <- s STBA s A store byte ssss ADDR(6) mem[a] <- s STBR s a store byte ssssaaaa mem[a] <- s MV s d move ssssdddd d <- s PUSH s push ssss push (s) POP d pop dddd d <- pop () SPRD d read SP ssss d <- SP SPWR s write SP ssss SP <- s ADD s d add ssssdddd d <- d + s SUB s d subtract ssssdddd d <- d - s NOT r bitwise NOT rrrr r <- ~r AND s d bitwise AND ssssdddd d <- d & s OR s d bitwise OR ssssdddd d <- d s XOR s d bitwise XOR ssssdddd d <- d ^ s INC r increment rrrr r <- r + DEC r decrement rrrr r <- r + LSH r left shift rrrr r <- r << RSH r right shift rrrr r <- r >> INW d A input word dddd IN_ADDR(6) d <- read[a] INB d A input byte dddd IN_ADDR(6) d <- read[a] OUTW s A out word ssss OUT_ADDR(6) out[a] <- s OUTB s A out byte ssss OUT_ADDR(6) out[a] <- s TSTI A test input IN_ADDR(6) if completed then Z <- else Z <- TSTO A test output OUT_ADDR(6) if completed then Z <- else Z <- BR A branch ADDR(6) PC <- A JMP F jump FFFFFFFF PC <- PC + F JMPZ F jump if zero FFFFFFFF if (z == ) PC <- PC + F JMPNZ F jump if not zero FFFFFFFF if (z == ) PC <- PC + F JMPN F jump if negative FFFFFFFF if (N == ) PC <- PC + F JMPNN F jump if not neg. FFFFFFFF if (N == ) PC <- PC + F JMPC F jump if carry FFFFFFFF if (C == ) PC <- PC + F JMPV F jump if overflow FFFFFFFF if (V == ) PC <- PC + F CALL A subroutine call ADDR(6) push (PC); PC <- A RET return from sub. PC <- pop() HLT halt halt LEGENDA: - lettere minuscole = registri; lettere maiuscole = dati numerici - r = registro letto e modificato - s = registro soltanto letto - d = registro modificato - a = registro il cui contenuto è usato come indirizzo - FFFFFFFF = offset (in complemento a 2) 4. (5 punti) Si scriva in linguaggio assembly la funzione SWAP che riceve in R e R2 gli indirizzi di memoria di due variabili intere e scambia, in memoria, il loro contenuto. NOTA: si tratta della versione assembly della nota funzione in linguaggio C void wap (int *a_ptr, int *b_ptr). SWAP: LDWR R R ; void swap (int *pa, int *pb) LDWR R R2 STWR R R2 STWR R R RET 5. (3 punti) Quali istruzioni modificano il valore dello stack pointer? SPWR, CALL, RET, PUSH, POP 6. (4 punti) La versione assembly del seguente programma è incompleta. La si completi basandosi sulla versione in linguaggio macchina e si scriva il valore del registro R al termine dell esecuzione. F START: LDWI R5 E E F SPWR R5 E C8 C HLT CF LDWI R 4 C2 LDWI R RET C9

5 F START: LDWI R5 E E F SPWR R5 E CALL F C8 C HLT CF F: LDWI R 4 JMPZ X C2 LDWI R X: RET C9 R = 7. (3 punti) Si disegni lo schema di traduzione degli indirizzi virtuali in fisici un un sistema basato su paginazione. (si vedano gli appunti e le videoregistrazioni delle lezioni)