SOLUZIONI DELLA PROVA SCRITTA DEL CORSO DI NUOVO E VECCHIO ORDINAMENTO DIDATTICO 7 Gennaio 22 MOTIVARE IN MANIERA CHIARA LE SOLUZIONI PROPOSTE A CIASCUNO DEGLI ESERCIZI SVOLTI ESERCIZIO (NO: 0 punti VO: 8 punti) Un circuito sequenziale presenta un ingresso, una uscita, e il grafo egli stati a fianco. Si richiee i: a) (NO: 5 punti VO: 4 punti) progettare la corrisponente rete sequenziale utilizzano FF-JK; b) (NO: 5 punti VO: 4 punti) progettare la corrisponente rete sequenziale utilizzano FF-T. In entrambi i casi calcolare le forme minime per le variabili i eccitazione ei flip flop usano le mappe i Karnaugh. Si richiee inoltre che l uscita ella rete sia posta a solo in corrisponenza ei casi previsti nel grafo egli stati. Per risolvere l esercizio è sufficiente sapere scrivere le tabelle elle transizioni facilmente ricavabili al grafo egli stati. Innanzi tutto scriviamo la tabella i eccitazione ei ue flip flop richiesti, il JK e il T: Tabella i eccitazione i un flip-flop JK Q(t) Q(t+) J K 0 0 0 0 0 0 Tabella i eccitazione i un flip-flop T Q(t) Q(t+) T 0 0 0 0 0 0
Inicano con A, B, C le variabili i stato, con X l ingresso e con Z l uscita, la relativa tabella elle transizioni è: A B C A J A K A T A B J B K B T B C J C K C T C Z X = 0 0 0 0 0 0 D 0 D 0 D 0 0 0 0 0 D 0 0 0 D 0 D 0 0 0 0 0 0 0 D 0 D 0 0 0 0 D 0 0 0 0 0 D 0 0 D D 0 0 0 0 0 0 D D 0 0 D 0 0 0 D D D D D D D D D D D D 0 0 D D D D D D D D D D D D 0 D D D D D D D D D D D D 0 X = 0 0 0 D 0 0 D 0 0 0 D 0 0 0 D 0 0 D 0 0 D 0 0 0 0 D 0 0 D 0 0 D 0 0 0 0 D 0 D 0 0 0 D 0 0 0 D D D 0 0 D D D D D D D D D D D D 0 0 D D D D D D D D D D D D 0 D D D D D D D D D D D D 0 Si noti che nel caso ell uscita non è stato usato il on t care, per rispettare il vincolo i progetto richieente che tale variabile assuma il valore solo ove inicato nel grafo egli stati. Possiamo ora isegnare le mappe i Karnaugh in tutti i casi: 0 0 J A = B X K A = Calcolatori Elettronici - 7 Gennaio 22 2
0 0 J B = C X + A K B = XC + X C 0 0 J C = A B X + AX K C = X 0 0 T A = A + BX T B = B C X + B + BC X + A Calcolatori Elettronici - 7 Gennaio 22 3
0 0 T C = A C B X + AX + Z = X A ESERCIZIO 2 (NO: 7 punti VO: 6 punti) La memoria i un calcolatore viene gestita con il metoo elle partizioni statiche. A partire all inirizzo 0 si hanno le seguenti partizioni (in orine): 2K, K, 4K, 3K, 5K. Con la memoria inizialmente vuota si ebbano allocare, nell orine riportato, quattro processi che occupano rispettivamente: 30K, 20K, 78K,450K. Mostrare il contenuto finale ella memoria impiegano le strategie First-Fit, Best-Fit, Worst-Fit (VO: 4 punti). Nell eventualità che, in qualcuno ei tre casi, uno o più processi non fosse allocabile con il partizionamento statico, sarebbe possibile allocarlo usano invece il partizionamento inamico? (solo VO: 2 punti) FF BF WF 30K 30K 78K 20K 78K 20K A fianco riportiamo la stato finale ella memoria utilizzano ciascun metoo i allocazione proposto. 20K 78K 450K 450K 30K Si nota che nel caso WF non è stato possibile allocare il processo a 450K. Il problema non è risolubile nemmeno col partizionamento inamico, in quanto le ue partizioni libere rimaste (la prima e la secona), seppur compattabili, non raggiungono la imensione aatta per potere contenere il processo. Calcolatori Elettronici - 7 Gennaio 22 4
ESERCIZIO 3 (NO: 8 punti VO: 7) Un calcolatore esegue le ivisioni i interi senza segno usano l'algoritmo ella ivisione con ripristino. ) Mostrare i passi fonamentali ell'algoritmo esegueno la ivisione 796/5 (in ecimale). (4 punti) 2) Spiegare quali operazioni evono essere previste nella ALU e la "circuiteria" (registri, sommatori ecc.) che le realizza. (NO: 4 punti VO: 3 punti) ) 796-5 - 704 + 5 796-50 646-50 496-50 346-50 96-50 46-50 - 04 + 50 46-5 3-5 6-5 Moltiplico il ivisore per l orine i granezza el ivieno e lo sottraggo a esso. Resto negativo. Ripristino Scalo il ivisore i un orine i granezza e lo sottraggo. Resto positivo: incremento el quoziente. Sottrazione el ivisore. Sottrazione el ivisore. Sottrazione el ivisore. Sottrazione el ivisore. Sottrazione el ivisore. Resto negativo. Ripristino. Scalo il ivisore i un orine i granezza e lo sottraggo. Resto positivo: incremento el quoziente. Sottrazione el ivisore. Resto positivo: incremento el quoziente. Sottrazione el ivisore. Resto minore el ivisore. Fine ell algoritmo. Quoz. 0 20 30 40 50 5 52 53 2) Le operazioni eseguite sono somme algebriche e operazioni i "scalamento". Dunque la ALU ovrà preveere almeno tre registri nei quali memorizzare il resto il quoziente e il ivisore. Le ifferenze vengono effettuate usano un parallel aer. Calcolatori Elettronici - 7 Gennaio 22 5
ESERCIZIO 4 (NO: 8 punti - VO: 7 punti) Sia ato un isco rigio con le seguenti caratteristiche: velocità: 72 giri/min, 2 settori per traccia, capacità i un settore 8 Kbyte, tempo per lo spostamento ella testina fra ue tracce consecutive: ms. Calcolare il tempo i trasferimento i un blocco i 28KB nei seguenti casi: (a) il blocco è stato registrato su settori contigui sulla stessa traccia e la testina si trova posizionata sul primo settore el blocco; (3 punti) (b) i settori el blocco in questione siano registrati su tracce iverse la cui istanza meia è pari a oici tracce e la testina si trovi posizionata all'inizio el primo settore el blocco. (NO: 5 punti VO: 4 punti) Soluzione (a) Se il blocco si trova registrato i seguito su una stessa traccia e la testina si trova già posizionata sul primo settore el blocco, il tempo i lettura è uguale a otto volte il tempo i trasferimento i un settore (28KB/8KB = 6 settori). Il tempo i lettura i un settore lo si ricava ivieno il tempo necessario a leggere una traccia (cioè il tempo necessario perché il isco compia un giro completo) per il numero i settori per traccia (2). Tempo per la lettura i un settore = (60 / 72) / 2 = 4.67 µs. Tempo per la lettura i un blocco i 28 KB = 6 * 4.67 µs = 666.72 µs. (b) In questo caso bisogna consierare il tempo i posizionamento (pari a 2 ms) e il tempo i latenza (pari a (60/72)/ 2) ms = 4.7 ms) per la lettura ei blocchi successivi al primo (in tutto 5 blocchi). Pertanto al tempo calcolato in preceenza bisogna aggiungere 5 * (4.7 + 2) ms = 242.55 ms. Tempo i lettura el blocco = 242.55 ms + 0.666 ms = 243.26 ms ESERCIZIO 5 (VO: 5 punti) Si richiee una breve escrizione ell esecuzione in pipeline elle istruzioni i un microprocessore, iscutenone vantaggi e svantaggi. Veere le ispense el corso. Calcolatori Elettronici - 7 Gennaio 22 6