Examen de Fonaments d'Informàtica UAB 2017 · Teoria - Curs 2017-2018

Teoria 1 (2,5 punts). Conceptes bàsics d'arquitectura de computadors

Contesteu de manera concisa a les següents qüestions teòriques:

a.

Definiu què és el Registre Comptador de Programa (PC).

c.

Quina és la funció del Registre d'Estat (SR)?

d.

Què caracteritza una memòria associativa?

Teoria 1 (2,5 punts). Conceptes bàsics d'arquitectura de computadors

Contesteu de manera concisa a les següents qüestions teòriques:

b.

Expliqueu el concepte de Mode d'adreçament (tingueu en compte que no s'ha de fer un llistat dels existents).

Teoria 1 (2,5 punts). Conceptes bàsics d'arquitectura de computadors

Contesteu de manera concisa a les següents qüestions teòriques:

e.

Quina diferència hi ha entre el mode usuari i el mode supervisor (o sistema)?

Teoria 2 (2,5 punts). Adreçament i programació en assemblador

Empreu els continguts treballats a la matèria per resoldre els apartats següents:

a.

Quin és el nombre màxim de cel·les (posicions de memòria), expressat en Megas, a les quals pot accedir la memòria principal si el bus d'adreces disposa de 24 línies de comunicació? [0,5 punts]

M posicions

Teoria 2 (2,5 punts). Adreçament i programació en assemblador

Empreu els continguts treballats a la matèria per resoldre els apartats següents:

b.

Descriviu el comportament general del programa següent suposant que el valor inicial de $PC = 50$. Expliqueu què fa a nivell global, si finalitza o no, i de quina manera evoluciona la pila (eviteu comentar simplement línia a línia): (1 punt)

50 mov AX, #25

51 shl AX

52 call 1000

53 mov $100, AX

1000 push AX

1001 ret

Teoria 2 (2,5 punts). Adreçament i programació en assemblador

Empreu els continguts treballats a la matèria per resoldre els apartats següents:

c. Dissenyeu un bloc de codi en assemblador que assigni el valor 1 al registre R1 si i només si es compleix exactament una de les dues condicions següents (és a dir, una operació XOR lògica entre ambdues condicions): (1 punt)

El contingut de R2 és major o igual que el de R3 ($C1: R2 \ge R3$).

El contingut de R4 és estrictament menor que el de R5 ($C2: R4 < R5$).

En cas contrari (si se'n compleixen cap o totes dues), cal carregar un 0 a R1.

Teoria 3 (2 punts). Transferència de registres segons model Von Neumann

Descriviu, emprant la notació de transferència de registres (RTL), la seqüència completa d'execució de les següents instruccions seguint totes les fases del cicle d'instrucció de la màquina de von Neumann:

a.

mov AX, (1000) (Suposeu que AX és un registre intern de la CPU, (1000) indica adreçament indirecte per memòria, i AR / MAR i DR / MDR són els registres d'adreça i de dades de memòria).

b.

je 2000 (Salt condicional a l'adreça 2000 si el flag de zero $Z = 1$).

Teoria 4 (2 punts). Gestió d'interrupcions i canvi de context

Un processador es troba executant la instrucció cmp R0, R1 que forma part d'un programa P1. Es disposa de les dades següents:

La instrucció en execució es troba a la posició 4000 de memòria.

Els registres R0 i R1 són de 8 bits. Quan s'inicia la instrucció, contenen respectivament: R0 = 00110010 i R1 = 11100111.

En aquest instant, l'apuntador de pila SP conté el valor 1000. En aquesta arquitectura, SP apunta a la primera posició lliure de la pila i aquesta creix cap a adreces superiors de memòria.

Mentre l'ALU està fent l'operació entre R0 i R1, s'activa l'única línia d'interrupció del processador.

El registre d'estat ( SR) té una mida de 8 bits: els 4 bits menys significatius són, per aquest ordre, C, Z, S i O (overflow); els altres 4 bits superiors estan sempre a 0.

La rutina de tractament de la interrupció (RSI) es troba emmagatzemada a l'adreça 400.

Assumint que la CPU accepta i atén la interrupció generada, responeu:

a.

Es completarà l'execució de la instrucció cmp R0, R1 abans d'atendre la interrupció? Raoneu la resposta.

b.

Quins seran els valors de PC, SR i SP immediatament abans de fer el salt a la rutina d'atenció a la interrupció?

c.

Quins valors contindran PC i SP just després d'haver realitzat el salt a la rutina d'interrupció?

d.

Indiqueu exactament quins valors s'hauran guardat a la pila en realitzar el salt, indicant les adreces de memòria on ha quedat cadascun.

Teoria 5 (1 punt). Mecanismes de transferència d'Entrada/Sortida

Descriviu de forma breu els tres mecanismes d'Entrada/Sortida treballats a classe:

E/S programada amb llaços d'espera (sondeig o polling).

E/S programada guiada per interrupcions.

Accés Directe a Memòria (DMA).

Expliqueu a més quines raons justifiquen la introducció i ús dels dos darrers mecanismes respecte al primer.

1.

2.

3.

4.

Teoria 6 (1,5 punts). Modes d'execució i protecció del sistema operatiu

Com s'ha remarcat al llarg de l'assignatura, un programa d'usuari no té permès fer directament operacions d'E/S.

a.

Per quin motiu un programa d'usuari té prohibida aquesta acció directa?

b.

Quines altres limitacions presenta un programa d'usuari quan s'executa a la CPU?

c.

Quin és l'únic programari del sistema que té accés sense restriccions a tots els recursos del computador? Quina és la conseqüència principal d'això des del punt de vista de la gestió i l'ús dels recursos?