Università degli Studi di Udine
Corsi di laurea in Ingegneria Elettronica e Ingegneria Gestionale Architettura dei calcolatori / Fondamenti di Informatica II 7 luglio 2015 - Prova scritta
Matricola __________________
Nome _____________________
Cognome __________________
ISTRUZIONI (da leggere attentamente)
1) Lo studente è tenuto a scrivere, correggere, compilare ed eseguire su computer (a casa o in laboratorio) gli esercizi di programmazione prima della prova orale. Alla prova orale lo studente deve portare una memoria USB contenente i sorgenti dei programmi corretti e le stampe dei relativi file.
2) Non è consentito l’uso di libri, appunti, calcolatrici, telefoni cellulari.
3) Rispondere sinteticamente negli spazi di fianco o seguenti le domande, oppure sul retro del foglio.
1. (3 punti) Si converta in base 7 il numero 12.1
10. Riportare sul retro tutti i passaggi effettuati.
2. (3 punti) Il seguente albero binario deve rappresentare la codifica di Huffman dei simboli riportati a fianco, ciascuno con la relativa probabilità. Si completi l’albero e si scriva il codice risultante per ciascuno dei simboli.
A: p=0.25, codice = _________
B: p=0.25, codice = _________
C: p=0.125, codice = _________
D: p=0.125, codice = _________
E: p=0.125, codice = _________
F: p=0.125, codice = _________
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Si consideri la libreria in linguaggio C per manipolare file bitmap vista a lezione, così definita:
typedef unsigned char byte;
typedef unsigned short int word;
typedef unsigned long int dword;
#define BMPFILETYPE 0x4D42 typedef struct tagCOLORTRIPLE {
byte blue;
byte green;
byte red;
} COLORTRIPLE;
typedef struct tagFILEHEADER {
word ImageFileType;
dword FileSize;
word Reserved1;
word Reserved2;
dword ImageDataOffset;
} FILEHEADER;
typedef struct tagBMPHEADER {
dword HeaderSize;
dword ImageWidth;
dword ImageHeight;
word NumberOfImagePlanes;
word BitsPerPixel;
dword CompressionMethod;
dword SizeOfBitmap;
dword HorizonalResolution;
dword VerticalResolution;
dword NumberOfColorsUsed;
dword
NumberOfSignificantColors;
} BMPHEADER;
typedef struct tagBITMAP {
dword width;
dword height;
COLORTRIPLE *pixel;
FILEHEADER fileheader;
BMPHEADER bmpheader;
} BITMAP;
#define PIXEL(image, row, column) \ image.pixel [(row( * image.width +
(column)]
BITMAP ReadBitmap (FILE *fp);
void WriteBitmap (BITMAP bitmap, FILE *fp);
BITMAP CreateEmptyBitmap
(dword height, dword width);
void ReleaseBitmapData (BITMAP *bitmap);
3. (10 punti) Si scriva un programma che riceva come argomento sulla riga di comando il nome di un file bitmap e stampi sullo schermo, in orizzontale, l’istogramma della luminosità (calcolata come intero su 8 bit) per 32 fasce di valori (0-7, 8-15, ..., 248-255). Si consideri già disponibile la funzione di stampa dell’istogramma (che però dovrà essere realizzata per la discussione del programma alla prova orale). Il riquadro a fianco riporta un esempio di istogramma ottenuto elaborando l’immagine seguente.
(svolgere sul retro)
0 - 7 8 - 15 16 - 23 * 24 - 31 * 32 - 39 **
40 - 47 * 48 - 55 *****
56 - 63 ********************
64 - 71 **********************
72 - 79 ********************
80 - 87 *******************
88 - 95 **************
96 - 103 ***********
104 - 111 *****
112 - 119 ***
120 - 127 **
128 - 135 * 136 - 143 * 144 - 151 * 152 - 159 * 160 - 167 * 168 - 175 * 176 - 183 ***
184 - 191 ************
192 - 199 ********************************************
200 - 207 ************************************************************
208 - 215 ***********
216 - 223 **
224 - 231 * 232 - 239 * 240 - 247 * 248 - 255 *
Un elaboratore (il modello didattico SimCPU visto a lezione) dispone di CPU (a 16 bit) con 16 registri di uso generale (R0, R1, ..., R15) più il Program Counter, l’Instruction Register, lo Stack Pointer e 4 flag Z (zero), N (negative), C (carry) e V (overflow).
Si ricorda che il linguaggio assembler di tale elaboratore dispone delle seguenti istruzioni:
4. Il programma riportato nel riquadro a fianco elabora i dati memorizzati nei registri R1 e R2 (i valori 2 e 3, rispettivamente) e lascia il risultato dell’elaborazione in R0.
Rispondere alle domande.
4a. (4 punti) Noto che l’indirizzo di memoria dell’etichetta START è 0000, dell’istruzione CALL XYW è 000E e dell’istruzione CALL MUL è 0022, scrivere il contenuto dello stack al termine dell’esecuzione del programma.
MEM[E000]: ____
MEM[E001]: ____
MEM[E002]: ____
MEM[E003]: ____
MEM[E004]: ____
MEM[E005]: ____
MEM[E006]: ____
MEM[E007]: ____
4b. (2 punti) Che valore conterrà il registro R0 al termine dell’esecuzione del programma?
4c. (3 punti) Cosa fa, in generale, la funzione XYW?
5. (3 punti) Cosa significa MMU? A cosa serve? Dove è collocata?
6. (2 punti) Cos’è una “array formula” in Excel?
assembly inst. name machine code action LDWI d X load word 00010000dddd0000 DATA(16) d <- X LDWA d A load word 00100000dddd0000 ADDR(16) d <- mem[A]
LDWR d a load word 00110000ddddaaaa d <- mem[a]
LDBI d X load byte 00010001dddd0000 DATA(8) d <- X LDBA d A load byte 00100001dddd0000 ADDR(16) d <- mem[A]
LDBR d a load byte 00110001ddddaaaa d <- mem[a]
STWA s A store word 00100010ssss0000 ADDR(16) mem[A] <- s STWR s a store word 00110010ssssaaaa mem[a] <- s STBA s A store byte 00100011ssss0000 ADDR(16) mem[A] <- s STBR s a store byte 00110011ssssaaaa mem[a] <- s MV s d move 00000100ssssdddd d <- s PUSH s push 00001000ssss0000 push (s) POP d pop 00001001dddd0000 d <- pop () SPRD d read SP 00001101ssss0000 d <- SP SPWR s write SP 00001110ssss0000 SP <- s ADD s d add 01000000ssssdddd d <- d + s SUB s d subtract 01000001ssssdddd d <- d - s NOT r bitwise NOT 01000010rrrr0000 r <- ~r AND s d bitwise AND 01000011ssssdddd d <- d & s OR s d bitwise OR 01000100ssssdddd d <- d | s XOR s d bitwise XOR 01000101ssssdddd d <- d ^ s INC r increment 01001000rrrr0000 r <- r + 1 DEC r decrement 01001001rrrr0000 r <- r + 1 LSH r left shift 01001010rrrr0000 r <- r << 1 RSH r right shift 01001011rrrr0000 r <- r >> 1
assembly inst. name machine code action INW d A input word 10000000dddd0000 IN_ADDR(16) d <- read[A]
INB d A input byte 10000001dddd0000 IN_ADDR(16) d <- read[A]
OUTW s A out word 10000010ssss0000 OUT_ADDR(16) out[A] <- s OUTB s A out byte 10000011ssss0000 OUT_ADDR(16) out[A] <- s
TSTI A test input 1000010000000000 IN_ADDR(16) if completed then Z <- 1 else Z <- 0
TSTO A test output 1000010100000000 OUT_ADDR(16) if completed then Z <- 1 else Z <- 0
BR A branch 1100000000000000 ADDR(16) PC <- A JMP F jump 11000001FFFFFFFF PC <- PC + F
JMPZ F jump if zero 11000010FFFFFFFF if (z == 1) PC <- PC + F JMPNZ F jump if not zero 11000011FFFFFFFF if (z == 0) PC <- PC + F JMPN F jump if negative 11000100FFFFFFFF if (N == 1) PC <- PC + F JMPNN F jump if not neg. 11000101FFFFFFFF if (N == 0) PC <- PC + F JMPC F jump if carry 11000110FFFFFFFF if (C == 1) PC <- PC + F JMPV F jump if overflow 11000111FFFFFFFF if (V == 1) PC <- PC + F CALL A subroutine call 1100100000000000 ADDR(16) push (PC); PC <- A RET return from sub. 1100100100000000 PC <- pop() HLT halt 1100111100000000 halt LEGENDA:
- lettere minuscole = registri; lettere maiuscole = dati numerici - ‘r’ = registro letto e modificato
- ‘s’ = registro soltanto letto - ‘d’ = registro modificato
- ‘a’ = registro il cui contenuto è usato come indirizzo - FFFFFFFF = offset (in complemento a 2)
