Esercizio 1.A Aritmetica binaria (nel presentare le soluzione mostrare, almeno nei passaggi piú significativi, i calcoli eseguiti) (3 punti)

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1 Cognome e Nome: Matr.: Architettura degli Elaboratori Inf A 25 Gennaio 2013 Esercizio 1.A Aritmetica binaria (nel presentare le soluzione mostrare, almeno nei passaggi piú significativi, i calcoli eseguiti) (3 punti) 1. Convertire, in base dieci, i seguenti numeri scritti in binario puro e in complemento a 2: ( ) 2 ( ) 2 ( ) (comp.2) ( ) (comp.2) 2. Eseguire le seguenti operazioni in base 2 e in base 3. Mostrare le tabelle dei calcoli effettuati. ( ) 2 + ( ) 2 ( ) 2 (100010) 2 (210012) 3 + (12201) 3 (212) 3 (21) 3 3. Convertire in base dieci i seguenti numeri: (1010, 1) 2 10 (210, 2) 3 10 (32, 1) Scrivere, utilizzando 8 cifre binarie, il valore ( 45) 10 nelle notazioni: modulo e segno:, complemento a uno:, complemento a due:, eccesso 128:. 1

2 Esercizio 2.A Circuiti logici (5 punti) 1. Semplificare, mostrando i passaggi intermedi, la seguente espressione booleana: (A B + A C) (B + C) 2. Si disegni il diagramma degli stati di un dispositivo sequenziale sincrono avente come ingressi due linee seriali sincrone s e t sulle quali vengono tramessi pacchetti di 3 bit. Ogni pacchetto raprresenta, nella notazione binaria, un numero naturale. Le cifre più significative sono quelle trasmesse per prime. Il dispositivo ha una singola uscita che vale 0 in corrispondenza i primi due bit dei pacchetti. In corrispondenza ai terzi bit, l uscita vale 1 se il numero trasmesso su s è strettamente maggiore del numero trasmesso su t, e vale 0 altrimenti. 3. Si determini la mappa di Karnaugh e la relativa espressione Booleana, di un circuito combinatorio che ricevuto in ingresso due numeri naturali a, b rappresentati, in binario puro, con 2 bit ciascuno, restituisca in uscita il bit 1 se a è divisibile per b, e il bit 0 in caso contrario. Si tenga presente che nessun numero e divisibile per 0, mentre 0 è divisibile per qualsiasi numero diverso da se stesso. 2

3 1. Cognome e Nome: Mat.: Esercizio 3.A Esercizio di Assembly (7 punti) Informatica A 25 Gennaio Scrivere una procedura assembly MIPS, che dato un vettore V di numeri naturali a 32 bit, lo modifica sostituendo ogni elemento pari del vettore con la sua metà ed ogni elemento dispari con il suo successore. Per esempio, dato vettore V uguale a 7, 4, 6, 9, 5, la subroutine lo modifica nel vettore 8, 2, 3, 10, 6. Nel seguito viene presentata una versione incompleta della subroutine, la si completi inserendo le opportune istuzioni nelle parti indicate dalle sottolineatura. Una versione minimale subroutine può essere ottenuta non inserendo alcuna istruzione in corrispondenza delle sottolineature lunghe e continue, sono comunque accettabili eventuali soluzioni alternative che facciano uso di istruzione extra..data V :.word lung :.word 5.text start:la $a0, V # carica i dati nei registri lw $a1, lung jal modif # chiama la procedura b end modif :li, # inizializza registri loop: beqz, exitloop # inizio ciclo lw $t1, # legge un elemento un elemento del vettore,,,, else # salta se l elemento e pari $t1,, 1 # calcolare valore successivo b exitif else:,, # calcola la met~a exitif: sw, ($a0) # aggiorna vettore e registri addi,, 4 addi,, -1 b loop # ripete il ciclo exitloop: # esce dalla procedura end: li $v0, 10 syscall # termina Esercizio 4.A Rispondere, in maniera articolata, alle seguenti domande (8 punti) 1. Descrivere le convenzioni utilizzate nell assembly MIPS relativamente all uso dei registri. 3

4 2. Descrivere le memorie RAM statiche: funzionamento, struttura, uso. 3. Descrivere la tecnica della memoria virtuale tramite paginazione: obiettivi, tecniche di implementazione. 4. Descrivere funzionamento e principali problematiche dei processori con pipeline. 4

5 1. Cognome e Nome: Matr.: Informatica A 25 Gennaio 2013 Esercizio 5.A Rispondere, in maniera concisa, alle seguenti domande (13 punti) 1. Cosa sono i dischi RAID? 2. Nella JVM, la memoria è logicamente divisa in quattro parti, che tipo di dati contiene ciascuna parte? 3. Elencare alcune caratteristiche del bus PCI. 4. Qual è la principale differenza tra i latch e i flip-flop? 5. Quali sono le principali componenti di un calcolore. 6. Descrivere brevemente il metodo di correzione degli errori utilizzato nei CD-ROM. 7. Cos è il Binary coded decimal (BCD)? 8. Cos è una snooping cache? 5

6 9. Nella tassonomia dei calcolatori di Flynn, che tipo di calcolatori sono catalogati come MIMD? 10. Qual è la caratteristica dei processori VLIW (Very Long Instruction Words)? 11. Perché un calcolatore contiene diversi tipi di memoria? 12. Che tipo di evento viene indicato dalla locuzione cache hit? 13. Cosa si intende nel dire che in certo processore gli interrupt sono trasparenti? 14. Com è fatto un circuito integrato? 15. Cosa differenzia un bus sincrono da uno asincrono? 16. Cos è un dispositivo bridge? 17. Qual è la funzione del registro PSW (Program Status Word)? 18. Cosa indica l acronimo DMA (Direct Memory Access)? 6