Αρχιτεκτονική Υπολογιστών — Ιανουάριος 2024 (μερικό: Θέμα 5)¶

Μεταγραφή από το image.png (φωτογραφία της σελίδας 136 με το Θέμα 5 της εξέτασης).

image.png¶

[Λείπει από τη φωτογραφία: το επάνω μέρος του διαγράμματος διαύλου/κυκλώματος] [Σχήμα: τμήμα διαγράμματος διαύλου με ετικέτες «8 bits» και «1 bit»] Σημείωση: η φωτογραφία περιέχει χειρόγραφες απαντήσεις φοιτητή.

Θέμα 5 Το σύνολο εντολών, σε επίπεδο γλώσσας μηχανής, ενός επεξεργαστή απλού συνόλου εντολών υποστηρίζει τόσο μη προσημασμένα (θετικά) όσο και προσημασμένα (σε αναπαράσταση συμπληρώματος ως προς 2) ακέραια αριθμητικά δεδομένα μεγέθους μιας ψηφιολέξης (byte), μισής λέξης (δύο ψηφιολέξεις), και λέξης (τέσσερις ψηφιολέξεις). Ο επεξεργαστής αυτός διαθέτει καταχωρητές των 32 δυαδικών ψηφίων και Αριθμητική Λογική Μονάδα των 32 δυαδικών ψηφίων. Η κύρια μνήμη έχει οργάνωση μιας ψηφιολέξης ανά θέση μνήμης. Να απαντήσετε εάν είναι σωστή ή λάθος η ακόλουθη πρόταση:

Το σύνολο εντολών του σε επίπεδο γλώσσας μηχανής πρέπει να διαθέτει διαφορετικές εντολές μεταφοράς πληροφορίας από τη μνήμη σε κάποιο από τους καταχωρητές γενικού σκοπού για κάθε ένα από τα ακόλουθα είδη δεδομένων: 1. μη προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μισής λέξης, 2. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μισής λέξης.
Μπορεί να χρησιμοποιεί την ίδια εντολή, σε επίπεδο γλώσσας μηχανής για τη μεταφορά πληροφορίας από τους καταχωρητές γενικού σκοπού στη μνήμη για κάθε ένα από τα ακόλουθα είδη δεδομένων: 1. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας ψηφιολέξης, 2. μη προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μισής λέξης, 3. μη προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας λέξης.
Το σύνολο εντολών του σε επίπεδο γλώσσας μηχανής πρέπει να διαθέτει διαφορετικές εντολές μεταφοράς πληροφορίας από τους καταχωρητές γενικού σκοπού στη μνήμη για κάθε ένα από τα ακόλουθα είδη δεδομένων: 1. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας ψηφιολέξης, 2. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μισής λέξης, 3. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας λέξης.
Το σύνολο εντολών του σε επίπεδο γλώσσας μηχανής πρέπει να διαθέτει διαφορετικές εντολές μεταφοράς πληροφορίας από τους καταχωρητές γενικού σκοπού στη μνήμη για κάθε ένα από τα ακόλουθα είδη δεδομένων: 1. μη προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας ψηφιολέξης, 2. μη προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μισής λέξης, 3. μη προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας λέξης.
Μπορεί να χρησιμοποιεί την ίδια εντολή, σε επίπεδο γλώσσας μηχανής, για τη μεταφορά πληροφορίας από τους καταχωρητές γενικού σκοπού στη μνήμη για κάθε ένα από τα ακόλουθα είδη δεδομένων: 1. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας ψηφιολέξης, 2. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μισής λέξης, 3. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας λέξης.
Το σύνολο εντολών του σε επίπεδο γλώσσας μηχανής πρέπει να διαθέτει διαφορετικές εντολές μεταφοράς πληροφορίας από τους καταχωρητές γενικού σκοπού στη μνήμη για κάθε ένα από τα ακόλουθα είδη δεδομένων: 1. μη προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας λέξης, 2. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας λέξης.
Το σύνολο εντολών του σε επίπεδο γλώσσας μηχανής πρέπει να διαθέτει διαφορετικές εντολές μεταφοράς πληροφορίας από τη μνήμη σε κάποιο από τους καταχωρητές γενικού σκοπού για κάθε ένα από τα ακόλουθα είδη δεδομένων: 1. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας ψηφιολέξης, 2. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μισής λέξης, 3. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας λέξης.
Μπορεί να χρησιμοποιεί την ίδια εντολή, σε επίπεδο γλώσσας μηχανής, για τη μεταφορά πληροφορίας από τη μνήμη σε κάποιο από τους καταχωρητές γενικού σκοπού για κάθε ένα από τα ακόλουθα είδη δεδομένων: 1. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας ψηφιολέξης, 2. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μισής λέξης, 3. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας λέξης.
Το σύνολο εντολών του σε επίπεδο γλώσσας μηχανής πρέπει να διαθέτει διαφορετικές εντολές μεταφοράς πληροφορίας από τη μνήμη σε κάποιο από τους καταχωρητές γενικού σκοπού για κάθε ένα από τα ακόλουθα είδη δεδομένων: 1. μη προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας λέξης, 2. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μιας λέξης.
Μπορεί να χρησιμοποιεί την ίδια εντολή, σε επίπεδο γλώσσας μηχανής, για τη μεταφορά πληροφορίας από τη μνήμη σε κάποιο από τους καταχωρητές γενικού σκοπού για κάθε ένα από τα ακόλουθα είδη δεδομένων: 1. μη προσημασμένα δεδομένα [δυσανάγνωστο]

[Λείπει από τη φωτογραφία: η συνέχεια του ερωτήματος 10 (δεύτερη γραμμή), κομμένη στο κάτω άκρο της φωτογραφίας]

Λύσεις (⚪ AI, μη επαληθευμένο)

Κατάσταση: ⚪ AI, μη επαληθευμένο Πηγή: λύσεις AI (antigravity-gemini, deepseek-flash), ανεξάρτητη επανάληψη και αντιπαραβολή· καμία δεν έχει ελεγχθεί από άνθρωπο

Προσοχή

Λύση από AI — ελέγξτε την· δεν έχει επαληθευτεί από άνθρωπο. Η ένδειξη «δύο λύσεις συμφωνούν» δεν σημαίνει ότι η απάντηση είναι σωστή.

AI λύσεις — 2024-01¶

Οι λύσεις γράφτηκαν από μοντέλα AI και δεν έχουν ελεγχθεί από άνθρωπο. Η αρίθμηση ακολουθεί το αρχείο θεμάτων.

Θέμα 5¶

Αξιοπιστία: λύθηκε με βάση τις φωτογραφίες του θέματος· μία λύση AI

Στην πρωτότυπη εικόνα image.png (σελίδα 136 του γραπτού), στο κάτω μέρος της σελίδας, διακρίνεται η συνέχεια της δεύτερης γραμμής του ερωτήματος 10: «10. Μπορεί να χρησιμοποιεί την ίδια εντολή, σε επίπεδο γλώσσας μηχανής, για τη μεταφορά πληροφορίας από τη μνήμη σε κάποιο από τους καταχωρητές γενικού σκοπού για κάθε ένα από τα ακόλουθα είδη δεδομένων: 1. μη προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μισής λέξης, 2. προσημασμένα δεδομένα μεγέθους μισής λέξης.»

Απαντήσεις και Αιτιολόγηση των Προτάσεων:¶

Σωστή. Κατά τη φόρτωση (load) μισής λέξης (16 bits) σε 32-bit καταχωρητή, τα μη προσημασμένα δεδομένα απαιτούν μηδενική επέκταση (zero-extension, π.χ. εντολή lhu), ενώ τα προσημασμένα δεδομένα απαιτούν επέκταση προσήμου (sign-extension, π.χ. εντολή lh). Επειδή οι δύο επεκτάσεις παράγουν διαφορετικές τιμές στα ανώτερα 16 bits του καταχωρητή όταν το MSB είναι 1, το σύνολο εντολών οφείλει να διαθέτει διαφορετικές εντολές μηχανής.
Λάθος. Η μεταφορά από καταχωρητή στη μνήμη (store) εξαρτάται άμεσα από το μέγεθος των δεδομένων (1 byte, 2 bytes ή 4 bytes), ώστε να εγγραφεί το σωστό πλήθος bytes στη μνήμη (π.χ. sb, sh, sw). Συνεπώς δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί η ίδια εντολή για διαφορετικά μεγέθη.
Σωστή. Λόγω της διαφοράς μεγέθους (byte, halfword, word), απαιτούνται διαφορετικές εντολές αποθήκευσης (sb, sh, sw) ώστε να εγγραφούν 1, 2 ή 4 bytes αντίστοιχα.
Σωστή. Όπως και στην πρόταση 3, τα διαφορετικά μεγέθη (1, 2 και 4 bytes) απαιτούν διαφορετικές εντολές αποθήκευσης στη μνήμη.
Λάθος. Δεν είναι δυνατόν να χρησιμοποιείται η ίδια εντολή αποθήκευσης για εγγραφή 1, 2 και 4 bytes στη μνήμη.
Λάθος. Κατά την αποθήκευση πλήρους λέξης (32 bits) στη μνήμη, αντιγράφονται αυτούσια και τα 32 bits του καταχωρητή ανεξαρτήτως του αν τα δεδομένα θεωρούνται προσημασμένα ή μη προσημασμένα (η προσημασία δεν αλλάζει τα αποθηκευόμενα bits). Άρα χρησιμοποιείται η ίδια ακριβώς εντολή (sw).
Σωστή. Τα μεγέθη 1 byte, 2 bytes και 4 bytes διαφέρουν μεταξύ τους, και επιπλέον για τα υπο-μεγέθη (byte, halfword) απαιτείται επέκταση προσήμου στα 32 bits, οπότε απαιτούνται διαφορετικές εντολές φόρτωσης (lb, lh, lw).
Λάθος. Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί η ίδια εντολή φόρτωσης για δεδομένα διαφορετικού εύρους (8, 16 και 32 bits).
Λάθος. Για δεδομένα μεγέθους μίας λέξης (32 bits), τα bits γεμίζουν πλήρως τον 32-bit καταχωρητή χωρίς να απαιτείται καμία επέκταση (προσήμου ή μηδενική). Συνεπώς, η ίδια εντολή φόρτωσης (lw) χρησιμοποιείται τόσο για προσημασμένα όσο και για μη προσημασμένα δεδομένα πλήρους λέξης.
Λάθος. Η πρόταση 10 είναι η άρνηση της πρότασης 1: για τη φόρτωση μισής λέξης (16 bits) σε 32-bit καταχωρητή, τα μη προσημασμένα δεδομένα απαιτούν μηδενική επέκταση (lhu) ενώ τα προσημασμένα απαιτούν επέκταση προσήμου (lh). Επομένως, ο επεξεργαστής δεν μπορεί να χρησιμοποιεί την ίδια εντολή γλώσσας μηχανής.

✔ Επιβεβαίωσε · ✖ Βρήκα λάθος

✖ Βρήκα λάθος στη μεταγραφή