К. Хамахер, З. Вранешич, С. Заки - Организация ЭВМ - 5-е издание (2003) (1114649), страница 29
Текст из файла (страница 29)
О том, как выбор каждого из этих конструкторских решений отражается на производительности компьютера, мы поговорим в главе 8. Упражнения 2.1. Представьте десятичные значения 5, -2, 14, — 10, 28, — 19, 51 и -43 как 7-разрядные числа со знаком в следующих двоичных форматах: а) значение со знаком; б) дополнение до единицы; в) дополнение до двух.
(В преобразовании десятичного формата в двоичный вам поможет приложение Д.) 1г4 АхВеСхР 2.9. 2.10. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.7. 2.8. Глава 2. Машинные команды и программы а) Преобразуйте следующие пары десятичных чисел в 5-разрядные числа со знаком в формате дополнения до двух и сложите их. В каждом случае укажите, произошло ли переполнение. 5 и 10; 7 и 13; -14 и 11; -5 и 7; -3 и -8; -10 и -13.
6) Повторите упражнение 2.2, а для операции вычитания (вычтите второе число каждой пары из первого). В каждом случае укажите, произошло ли переполнение. Если по какому-то адресу памяти располагается двоичное значение,попробуйте определить, что оно собой представляет: число или машинную команду? В некотором байте памяти располагается двоичное значение 00101100.
Что получится, если интерпретировать его как двоичное число? А если оно будет интерпретировано в качестве А5СП-кода? Имеется компьютер с побайтово адресуемой памятью, разделенной на 32-разрядные слова, в которых используется обратный порядок байтов. Программа считывает вводимые с клавиатуры А5СП-символы и сохраняет их в последовательно расположенных байтах начиная с адреса 1000. Каким будет содержимое двух слов памяти, расположенных по адресам 1000 и 1004, после того,как будет введено имя )опзоп? Повторите упражнение 2.5 для прямого порядка байтов.
Программа считывает А5СП-символы, представляющие цифры десятичного числа, по мере ввода с клавиатуры и сохраняет их в последовательных байтах. Проанализируйте приведенную в приложении Д кодировку А5СП и скажите, какая операция необходима для преобразования каждого числа в эквивалентное ему двоичное число. Напишите для процессора с одним сумматором программу, вычисляющую выражение Предполагается, что этот процессор поддерживает команды 1оаг1, 51оге, Мп11!р1у и АгЫ. Список оценок студентов, представленный на рис.
2.14, несколько изменен: теперь он содержит по7' оценок для каждого студента. Предположим, что в группе и студентов. Напишите программу на языке ассемблера для вычисления суммы оценок за каждый тест по всем студентам и сохранения этой суммы по адресам 5ПМ, Я1М +4, Я)М + 8 и т. д. Количество тестов, 7', больше количества регистров процессора, так что программа, аналогичная приведенной на рис, 2.15 (для трех тестов), в данном случае использоваться не может. Примените два вложенных цикла, как предлагалось в разделе 2.5.3.
Внутренний цикл должен накапливать сумму за один тест, а внешний проходить по всем тестам. Предполагается, что количество тестов хранится в памяти по адресу 1, перед адресом Ф. а) Перепишите приведенную на рис. 2.33 программу вычисления скалярного произведения для системы команд, в которой арифметические Упражнения 126 и логические операции могут применяться только к операндам в регистрах процессора.
Для пересылки операндов между регистрами и памятью используются две команды: 1 раб и Згоге. б) Вычислите значения констант й~ и йт в выражении /г~ + /гтп, определяющем количество обращений к памяти, необходимое для выполнения программы из упражнения 2.10, а, включая и выборку слов команд. Предполагается, что каждая команда занимает одно слово. 2.11. Повторите упражнение 2.10 для компьютера с двухадресными командами, который может выполнять операции типа А +- 1А1 + 1В] где А и  — зто либо адреса в памяти, либо регистры процессора.
Какому компьютеру потребуется меньше обращений к памяти? (Глава 8,посвя- щенная конвейерной обработке команд, предлагает иной взгляд на этот во- прос.) 2.12. «Наличие большого количества регистров процессора позволяет сократить количество обращений к памяти, необходимых для выполнения сложных задач.» Придумайте простую задачу, доказывающую правильность этого утвержденна по отношению к процессору с четырьмя регистрами в сравне- нии с процессором, имеющим только два регистра. 2.13.
В регистрах К1 и К2 содержатся десятичные значения 1200 и 4600. Каков исполнительный адрес хранящегося в памяти операнда для каждой из сле- дующих команд: 2.14. Предположим, что список, приведенный рис. 2.14, хранится в памяти в ви де связного списка, как на рис. 2.36. Напишите программу на языке ассемб- лера, которая выполняет ту же задачу, что и программа, представленная на рис.
2.15. Первая запись списка хранится по адресу 1000. 2.15. Имеется массив чисел А(1,О, в котором 1 — это индекс строки, изменяю- щийся в пределах от 0 до и — 1, а)' — индекс столбца, изменяющийся в пределах от 0 до т — 1. Массив хранится в памяти строка за строкой, а элементы каждой строки занимают и последовательных слов. Предположим, что память адресуется побайтово и длина слова составляет 32 разряда. Напишите подпрограмму для позлементного сложения столбцов х и у с помещением сумм в столбец у.
Индексы х и у передаются подпрограмме в регистрах К1 и К2. Параметры и и т передаются в регистрах КЗ и К4, а адрес элемента А(0,0) — в регистре КО. Возможно использование любого из режимов адресации, перечисленных в табл. 2.1. В памяти должно располагаться не более одного операнда команды.
1 оао Мохе Згоге АсЫ 5иЬГгасг 20(К1),К5 ФЗООО,К5 К5,30(К1,К2) — (К2),К5 (К1)+,К5 1гВ 2.16. Каждая из двух последовательностей команд ОИО1Х 1000 РАТА~ЧОКВ 300 Моче №300,1000 2.17. 2.18. 2.19. 2,20. Глава 2. Машинные команды и программы записывает значение 300 в память по адресу 1000, но на это у них уходит разное время. Объясните, почему так происходит. Регистр К5 используется программой в качестве указателя на вершину стека. Напишите последовательность команд с применением индексного, автоинкрементного и автодекрементного режимов адресации для выполнения перечисленных ниже задач. а) Вытолкнуть первые два элемента из стека, сложить их и поместить результат в стек. б) Скопировать пятый элемент от вершины стека в регистр ВЗ. в) Удалить из стека первые 10 элементов. Реализуйте в памяти очередь (Р)РО) байтов, занимающую фиксированную область размером я байт.
Вам нужны два указателя, 1И и ОПТ. Указатель 1Х должен отследить адрес, по которому в очередь будет помещен следующий элемент, а указатель ОПТ указывает на следующий байт, подлежащий удалению из очереди. а) Когда данные добавляются в очередь, они поочередно помещаются по возрастающим адресам, пока не будет достигнут предел отведенной для очереди памяти.
Что произойдет дальше, когда в очередь нужно будет добавить следующий элемент? б) Найдите подходящее определение для указателей 1Х и ОПТ, соответствующее тому, на какие элементы структуры данных они указывают. Проиллюстрируйте свой ответ простой диаграммой. в) Докажите, что если состояние очереди определяется только двумя указателями, ситуацию полного заполнения и исчезновения очереди выявить невозможно. г) Что бы вы добавили в код для решения задачи 2.18, в? д) Предложите процедуру добавления элементов в очередь и удаления элементов из таковой с использованием указателей 1Х и ОПТ, Проанализируйте структуру очереди, описанной в упражнении 2.18.
Напишите подпрограммы АРРЕХП и КЕМОУЕ для пересылки данных между регистром процессора и очередью. Не забывайте при каждой операции аккуратно проверять и обновлять состояние очереди и указателей. Проанализируйте перечисленные далее возможности сохранения адреса возврата из подпрограммы: а) в регистре процессора; Упражнения 127 б) в памяти, связанной с текущим вызовом, при условии, что для каждого вызова подпрограммы используется другой адрес памяти; в) в стеке. Какое из этих решений годится для вложенных вызовов подпрограмм и рекурсии (когда подпрограмма вызывает сама себя)? Команда вызова подпрограммы сохраняет адрес возврата в регистре процессора К?., называемом регистром связи. Что необходимо для обеспечения возможности вложенных вызовов подпрограмм? Позволяет лн ваша схема подпрограммам вызывать самих себя? 2.21 2.22.
Предположим, вы хотите организовать вызовы подпрограмм следующим об разом; когда подпрограмме Маш нужно вызвать подпрограмму Б??В1, она вызывает промежуточную подпрограмму СА?.?.Б??В и передает ей в качестве параметра адрес Я??В1 в регистре К1. Подпрограмма СА?.?.Ы?В сохраняет адрес возврата в стеке, предварительно убедившись, что верхняя граница стека еще не достигнута.
Затем она передает управление подпрограмме БЦВ1. Для возврата в вызывающую программу подпрограмма Б??В1 вызывает еще одну промежуточную подпрограмму, КЕТКХ. Эта подпрограмма убеждается, что стек не пуст, и использует его верхний элемент для возврата в исходную вызывающую программу. Напишите подпрограммы СА?.? Б??В и КЕТКХ, предполагая, что команда вызова подпрограммы сохраняет адрес возврата в регистре связи К?.. Адреса верхней и нижней границ стека записываются в память по адресам ??РРЕК- 1.1М1Т и ?.ОЖЕК?.?М?Т.
2.23. Подпрограмма, вставляющая элемент в связный список (рис. 2.37), не про веряет, присутствует ли в списке код добавляемой записи. Что происходит, если такая проверка не выполняется? Модифицируйте подпрограмму та- ким образом, чтобы в описанном случае она возвращала в регистре ЕККОК адрес записи с тем же кодом или О, если добавление выполнено успешно. писи из связного списка, предполагается, что в списке обязательно имеется запись с кодом, указанным в регистре К??)Х?М. А что если такой записи не существует? Модифицируйте подпрограмму таким образом, чтобы она возвращала в регистре К??)Х?М значение О, если удаление выполнено успешно, и оставляла содержимое этого регистра неизменным в противном случае.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
