Tentamen Computerorganisatie 28 augustus 1998, uur. N.B.: Dit tentamen bestaat uit 30 opgaven Totaal aantal bladzijden: 11

Transcriptie

1 TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT Faculteit Informatietechnologie en Systemen Subfaculteit Technische Wiskunde en Informatica Werkeenheid Technische Informatica Tentamen Computerorganisatie 28 augustus 1998, uur. N.B.: Dit tentamen bestaat uit 30 opgaven Totaal aantal bladzijden: 11 Aanwijzingen bij het invullen van de antwoordformulieren: - Vul het antwoordformulier in met potlood (uitgummen mag) of pen (beslist geen rode pen gebruiken en geen doorhalingen). - Vergeet niet uw naam, studierichting en studienummer in te vullen. - Vul uw studienummer ook in streepjes in en controleer of u dit goed gedaan hebt. - Schrijf in het gedeelte tussen de dikke zwarte strepen niet buiten de hokjes. Opgave 1 (deel 1) Gegeven de beweringen: (A) = (B) = BDA 16 (C) = (D) 3A8 16 = (N.B.: de notatie betekent: het in het 8-tallig talstelsel geschreven getal 5732). Hoeveel van de beweringen (A)...(D) zijn korrekt? a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 1

2 Opgave 2 (deel 1) Beschouw de volgende uitspraken: I. Bij opslag van een geheel getal van 10 cijfers in BCD-code is meer geheugenruimte nodig dan bij opslag in 2's complement. II. Bij opslag van een geheel getal van 10 cijfers in BCD-code is omzetting naar ASCII formaat eenvoudiger dan bij opslag in 2's complement. Van deze uitspraken is: I II a. juist juist b. juist onjuist c. onjuist juist d. onjuist onjuist Opgave 3 (deel 1) Bepaal de getalwaarden die ontstaan bij interpretatie van de bitstring volgens drie systemen: two's complement, excess-2 7, en sign/magnitude. Hoe groot is de (decimaal genoteerde) som van deze drie getalwaarden? a. -22 b. -21 c. -20 d. -19 Opgave 4 (deel 1) Laten max en min het grootste resp. kleinste gehele getal zijn dat met de n-bits two'scomplement representatie te representeren is. Bij welke van de volgende optellingen treedt zowel carry (uit de meest significante bitpositie) als overflow op? a. max + max b. max + 1 c. min + min d. min + 1 2

3 Opgave 5 (deel 1) De elementen van een één-dimensionaal array worden achter elkaar opgeslagen in een geheugen. Dit array is opgeslagen: a. volgens de row-major ordening, maar niet volgens de column-major ordening. b. volgens de column-major ordening, maar niet volgens de row-major ordening. c. zowel volgens de row-major als volgens de column-major ordening. d. het hangt af van de afmeting van het array of het volgens de row-major of column-major ordening is opgeslagen. Opgave 6 (deel 1) Een tweedimensionale array wordt aangeduid met A[1..3, 4..8]. Het eerste element van de array staat op adres Elk element benut één geheugenwoord. Er wordt column-major ordening toegepast. Welke tabel bevat uitsluitend correcte gegevens over de dope vector? (De tabellen zijn niet volledig.) a. b. c. d. verwijzing aantal dimensies dim. 1 low bound dim. 1 high bound dim. 1 multiplier dim. 2 low bound dim. 2 high bound dim. 2 multiplier Opgave 7 (deel 1) In een computer worden reële getallen opgeslagen in een 32 bits genormaliseerde floating point representatie. De getallen bestaan uit een tekenbit, een 7 bits exponent en een 24 bits fractie. Het meest significante bit van de fractie, dat altijd 1 is, wordt niet opgeslagen. In hoeveel decimalen nauwkeurigheid wordt er gerekend bij deze getalsrepresentatie? a. 3 b. 7 c. 10 d. 25 3

4 Opgave 8 (deel 1) Welke van de volgende beweringen m.b.t. de uitvoering van een instruktie door een cpu is onwaar? a. In de FETCH-fase wordt de inhoud van de "program counter" PC aan de adresingangen van het "main memory" aangeboden. b. In de FETCH-fase wordt de inhoud van het "instruction register" IR ingelezen vanaf de data-uitgangen van het "main memory". c. In de EXECUTE-fase van een ADD-instruktie worden de twee op te tellen getallen aan onderscheiden ingangen van de ALU aangeboden. d. In de EXECUTE-fase van een STORE-instruktie wordt het op te bergen getal aan de adresingangen van het "main memory" aangeboden. Opgave 9 (deel 1) Welk van de volgende uitspraken is juist? a. De ALU bepaalt welke pagina het langst ongebruikt is. b. De ALU genereert conditiecodebits. c. De ALU is een gedeelte van de CONTROL UNIT. d. De ALU bewaart het resultaat van een optelling. Opgave 10 (deel 1) Bij register indirekte adressering a. bevat een register de operand. b. bevat een register het adres van de geheugenplaats waar zich de operand bevindt. c. vormt de som van een opgegeven waarde en de inhoud van een register het adres van de geheugenplaats waar zich de operand bevindt. d. bevat een geheugenplaats de aanduiding van het register waar zich de operand bevindt. 4

5 Opgave 11 (deel 2) Welke uitspraak is niet correct? Het mechanisme van linking maakt het mogelijk dat: a. delen van één programma in verschillende talen geschreven worden b. niet alle broncode ter beschikking wordt gesteld c. bij een programmawijziging de tijd, nodig voor het vertalen van het programma beperkt blijft d. op de omvang van het totale object programma bespaard wordt Opgave 12 (deel 2) Een linkage editor a. kan zowel in combinatie met een absolute loader als met een relocating loader gebruikt worden. b. kan in combinatie met een absolute loader gebruikt worden, maar niet met een relocating loader. c. kan in combinatie met een relocating loader gebruikt worden, maar niet met een absolute loader. d. verzorgt zowel de linking als de loading. Opgave 13 (deel 2) Bij communicatie van een computer met een randapparaat kan de synchronisatie van de processen uitgevoerd door de centrale verwerkingseenheid en het randapparaat plaatsvinden door middel van actieve of passieve gereedmelding. Beschouw de volgende beweringen: A. "busy waiting" kan optreden bij passieve gereedmelding, maar niet bij actieve gereedmelding. B. De implementatie van actieve gereedmelding is ingewikkelder dan de implementatie van passieve gereedmelding. a. A en B zijn juist b. alleen A is juist c. alleen B is juist d. geen van beide beweringen is juist 5

6 Opgave 14 (deel 2) Een DMA-interface beschikt over een aantal registers. Welke informatie wordt niet in een van deze registers opgeslagen bij de initialisatie van een bloktransport van of naar een magneetschijf? a. het aantal te transporteren woorden. b. het eerste adres van het gebied op het randapparaat waarheen of waarvandaan het bloktransport moet plaatsvinden. c. het eerste adres van het gebied in het hoofdgeheugen waarheen of waarvandaan het bloktransport moet plaatsvinden. d. het adres van de volgende door de CPU uit te voeren instruktie na afhandeling van het bloktransport. Opgave 15 (deel 2) Welke van de volgende uitspraken zijn juist? (I) Het geven van een DMA-opdracht door de CPU is alleen mogelijk m.b.v. memory-mapped I/O (II) Gedurende een DMA-transport mag de CPU geen interrupts toestaan. (I) (II) a. juist juist b. juist onjuist c. onjuist juist d. onjuist onjuist Opgave 16 (deel 2) Welke programmatuur behoort niet tot het operating system? a. de scheduler b. de I/O handler c. de interrupt handler d. de editor 6

7 Opgave 17 (deel 2) Het bootstrap programma dient voor: a. het afhandelen van traps. b. het initieel laden en starten van het operating system. c. het koppelen van in verschillende talen geschreven programmatuur. d. het schrijven in read only memory. Opgave 18 (deel 2) Men gebruikt in een bepaalde computer meerdere geheugenmodulen. Daarbij heeft men de keus tussen het coderen van het module-nummer in de laagstwaardige bits en in de hoogstwaardige bits van het hoofdgeheugenadres. Stel men kiest de eerste mogelijkheid. Welke van de volgende uitspraken zijn juist? I. Deze keuze is gunstig voor het verkrijgen van een hoge gemiddelde transportsnelheid tussen de CPU en het geheugen. II. Bij deze keuze is het relatief eenvoudig om het uitvallen van een geheugenmodule op te vangen. (I) (II) a. juist juist b. juist onjuist c. onjuist juist d. onjuist onjuist Opgave 19 (deel 2) Men ontwerpt een set-associatieve cache voor een computer. De cache bestaat uit 512 blokken, een blok uit 32 byte, en het hoofdgeheugen uit 4 GB (2**32 byte). Hoeveel mogelijkheden heeft men voor de keuze van de afmeting van de sets in de cache (inclusief de afmeting 1 (zuiver direct-mapped) en de totale afmeting van de cache (zuiver associatief))? a. 9 b. 10 c. 14 d. 27 7

8 Opgave 20 (deel 2) Een computer met een cachegeheugen voert een programma uit dat in een aaneengesloten deel van het hoofdgeheugen staat en meer volledige blokken bevat dan er in de cache passen. Bij de executie van het programma worden alle blokken van het programma gerefereerd. Welke van de onderstaande uitspraken zijn in dit verband juist? I. Indien de cache direct-mapped is, dan is het zeker dat de cache na afloop van de executie van het programma alleen maar blokken van het programma bevat. II. Indien de cache set-associative is en de willekeurige (random) policy ter vervanging van blokken gebruikt, dan is het zeker dat de cache na afloop van de executie van het programma alleen maar blokken van het programma bevat. (I) (II) a. juist juist b. juist onjuist c. onjuist juist d. onjuist onjuist Opgave 21 (deel 2) Een pagina-tabel bevat voor elke pagina uit een virtueel geheugen een element. Welke informatie staat er niet in zo'n element? a. het pagina-nummer (in virtueel geheugen) van de pagina. b. het paginaframe-nummer (in reëel geheugen) van de pagina. c. een aanduiding of de pagina wel of niet in het hoofdgeheugen aanwezig is. d. het adres van de pagina op het achtergrondgeheugen. Opgave 22 (deel 2) Een proces maakt gebruik van 6 pagina's, genummerd 1 t/m 6. Er zijn 3 pagina frames voor het proces beschikbaar. Bij aanvang van de executie van het proces bevindt geen van de pagina's zich in het hoofdgeheugen. De pagina's worden in onderstaande volgorde gebruikt: 2,3,2,4,6,2,5,6,1,4,6 Hoeveel pagefaults worden er voor het proces gegenereerd als de LRU replacement strategie wordt gebruikt? a. 6 b. 7 c. 8 d. 9 8

9 Opgave 23 (deel 2) Een harde schijf bestaat uit 2048 sporen met ieder 32 sectoren. Een sector bevat 1024 bytes. De schijf heeft een rotatiesnelheid van 3600 omwentelingen per minuut. De gemiddelde seek time is 15 ms. Wat is de overdrachtsnelheid (transfer rate) van de schijf in Mega bytes per seconde? a. ongeveer 0.5 M bytes/s b. ongeveer 1 M bytes/s c. ongeveer 2 M bytes/s d. ongeveer 4 M bytes/s Opgave 24 (deel 2) Een computer systeem met een Non Uniform Memory Architecture (NUMA) heeft als eigenschap dat a. er cache geheugens tussen de processor en het hoofdgeheugen geplaatst zijn b. de toegangstijd tot een geheugenlokatie afhankelijk is van de fysieke plaatsing van die geheugenlokatie c. iedere processor een verschillend aantal geheugen lokaties heeft d. iedere processor zijn eigen geheugen heeft Opgave 25 (deel 2) Operand forwarding is een techniek om a. operands uit het geheugen naar de cache te halen b. operands door te geven naar de volgende pipeline sektie c. operands op te halen voordat de bijbehorende instruktie geëxecuteerd wordt d. een resultaat van een instruktie door te geven aan de volgende instruktie zonder het resultaat via de register file te leiden. Opgave 26 (deel 1) Een recursieve subroutine a. geeft geen argumenten door b. geeft geen berekende waarde terug c. vereist het gebruik van een stapel d. bevat een aanroep van zichzelf 9

10 Opgave 27 (deel 2) Welke van de volgende uitspraken over het omzetten van de opdrachten van programma A, geschreven in taal 2, naar taal 1 zijn juist? I. Tijdens het interpreteren van A wordt een compleet programma in taal 1 gemaakt, dat later wordt ge-executeerd. II. Tijdens het compileren van A naar taal 1 kan code-optimalisatie plaatsvinden. (I) (II) a. juist juist b. juist onjuist c. onjuist juist d. onjuist onjuist Opgave 28 (deel 2) Welke van de onderstaande zaken maakt wel deel uit van compilers en niet van interpretatoren? a. lexicografische analyse b. syntactische analyse c. code-generatie d. foutafhandeling Opgave 29 (deel 2) Op een bepaald computersysteem zijn zowel een compiler als een interpretator voor PASCAL beschikbaar. Een voordeel van het gebruik van de interpretator boven de compiler bij de verwerking van programma's is: a. de verwerking van de programma's verloopt sneller; b. debuggen op taalniveau is mogelijk; c. optimalisatie van de objectcode is eenvoudiger; d. syntactische fouten in de programma's zijn eenvoudiger op te sporen. 10

11 Opgave 30 (deel 2) Welke van de onderstaande functies wordt bij het ontwerp van een compiler bij voorkeur niet opgenomen als onderdeel van de generatie van tussencode voor programma's in een hogere programmeertaal? a. het opsplitsen van samengestelde expressies in expressies met slechts één operator b. het opsplitsen van samengestelde condities van if-then-else opdrachten in enkelvoudige condities c. het toewijzen van variabelen aan registers d. het vervangen van while-loops door combinaties van test- en vertakkingsinstructies einde tentamen 11