Esercitazione 1 Codifica e Rappresentazione dell Informazione Istruzioni Assembly MIPS

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1 Esercitazione 1 Codifica e Rappresentazione dell Informazione Istruzioni Assembly MIPS Claudia Raibulet raibulet@disco.unimib.it Codifica e Rappresentazione dell Informazione

2 Informazioni Generali (I) Il calcolatore utilizza il codice binario (0,1) per rappresentare ogni tipo di informazione: numeri interi e frazionari, caratteri, testi, immagini ecc. Anche se i dati presenti in memoria o su disco sono solitamente codificati in codice binario, perchè è il più efficiente da realizzare con dei circuiti elettrici, essi possono essere rappresentati nel formato più opportuno: binario (base 2), ottale (base 8), decimale (base 10), esadecimale (base 16) ecc. Noi useremo principalmente la codifica binaria, esadecimale, ASCII e talvolta quella decimale. (La codifica esadecimale rappresenta in modo più compatto le configurazioni di bit). Informazioni Generali (II) Per ragioni che saranno illustrate più avanti nel corso, il processore (CPU) accede alle informazioni in memoria per gruppi di bit (word) utilizzando indirizzi multipli della dimensione del dato (generalmente accede a 2 o 4 byte alla volta - cioè esistono restrizioni di allineamento e accesso ai dati). Le word della CPU MIPS sono a 32 bit (4 byte) e per ora ipotizzeremo che non sia possibile accedere ad ogni byte singolarmente. Altri processori possono avere word di altre dimensioni, solitamente multipli di 4 (8, 16, 32, 64)..

3 Tabella ASCII in esadecimale Esercizio 1 Convertire il numero decimale 128 in esadecimale = 0x80 16

4 Esercizio 2 Convertire i seguenti numeri esadecimali in binario: 0x64 = 0x = 0xD9E4 = Esercizio 3 Se il numero 72 fosse rappresentato in binario, quale sarebbe il valore del suo bit in posizione 5 (ovvero 2^4)? (Rispondere senza effetuare la conversione) 0, perchè 72 = = 2^6 +2^3

5 Esercizio 4 Convertire i seguenti numeri decimali in binario in complemento a 2 su 8 bit: -70 = -124 = -34 = CA CA CA2 Esercizio 5 Codificare in numeri decimali e esadecimali secondo lo standard ASCII le seguenti strighe: Decimale: Ciao = 1999 = z=x*[w*(25+y)] = Esadecimale: Ciao = 1999 = z=x*[w*(25+y)] = F A 3D 2A 5B 77 5B B D

6 Esercizio 6 Quale è la rappresentazione in virgola mobile per il seguente numero decimale: 13,25 = 1101,01 = 1,10101*2 3 La rappresentazione in virgola mobile su 32 bit: 1 bit di segno 8 bit per l esponente (eccesso 127) 23 bit per la mantissa S E 8 bit M 23 bit Istruzioni Assembly MIPS

7 Esercizio 1 Si chiede di realizzare il programma MIPS che effettua la somma 3+2, e deposita il risultato nel registro $t2. Si suppone che i valori 3 e 2 siano memorizzati nei registri $t1 e $t0. add $t2, $t0, $t1 Quale è il formato dell istruzione? R-format: [op:6][rs:5][rt:5][rd:5][shamt:5][funct:6] Quale è la rappresentazione binaria ed esadecimale dell istruzione? Esercizio 2 Si chiede di realizzare il programma MIPS che effettua la somma 4+100, e deposita il risultato nel registro $t1. Si suppone che il valore 4 sia memorizzato nel registro $t è un valore costante. addi $t1, $t0, 100 Quale è il formato dell istruzione? I-format: [op:6][rs:5][rt:5][constant:16] Quale è la rappresentazione binaria ed esadecimale dell istruzione?

8 Esercizio 3 Considerando che i valori 10, 5, 20, 100 sono memorizzati respettivamente nei registri $s0, $s1, $s2, $s3, quale è il valore ritornato dalla sequenza di istruzioni: add $t0, $s0, $s1 add $t1, $s2, $s3 sub $t2, $t1, $t0 Quale è la rappresentazione binaria delle istruzioni? Esercizio 4 A quale istruzione macchina MIPS corrisponde il codice binario: addi $t3, $s7, 96

9 Esercizio 5 A quale istruzione macchina MIPS corrisponde il codice esadecimale: 0x sub $t2, $s1, $s2 Esercizio 6 Come possiamo azzerare un registro? Quale è la sequenza di istruzioni per il calcolo della somma: a+a+a+a sapendo che il valore di a è memorizzato nel registro $t0? Quale è la sequenza di istruzioni per il calcolo della somma: a+a+a sapendo che il valore di a è memorizzato nel registro $t1?

10 Esercizio 7 I valori relativi alle variabili a, b, c, d sono memorizzati di seguito nella memoria partendo dall indirizzo specificato nel registro $s0. Si chiede di scrivere la sequenza di istruzioni che aggiunge la costante 10 alle variabili a, b, c, d. I nuovi valori delle variabili vengono salvati nella memoria. lw $t0, 0($s0) addi $t0, $t0, 10 sw $t0, 0($s0) lw $t0, 4($s0) addi $t0, $t0, 10 sw $t0, 4($s0)...