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Organização e Arquitetura de Computadores - Primeira Prova Resolvida - 1º/2007

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Ministério da Educação
UNIVERSIDADE DE BRASíLlA
Instituto de Ciências Exatas
Dep. Ciências da Computação
Disciplina: ClC 116394 - Organização e Arquitetura de Computadores - Turma A
Prof.: Marcus Vinicius Lamar
2007/1
Nome: Matrícula:-------------------------------------------------- ------------------------
Prova 1
1) (4.0) Dada a Série de Fibonacci(n)={I,I,2,3,5,8,13,2l,34,55, ... }, e respeitando a convenção do uso dos registradores:
a) (2.0) Escreva um procedimento não-recursivo em Assembly MIPS que a calcule o enésimo termo desta série.
b) (1.0) Escreva o programa principal que leia do teclado o valor inteiro n e escreva "Fibonacci(%d)=%d\n" na tela do
console SPIM.
c) (1.0) Escreva a equação que define o número de instruções necessárias ao cálculo de Fibonacci(n) com base em n.
2) (2.5) A vida do programador em Assembly MIPS é bastante facilitada pelo montador SPIM, uma vez que o mesmo
implementa de maneira automática, várias pseudo-instr.uções que são bastante úteis. Dado que BIG é uma constante imediata
de 32 bits, SMALL uma constante de 16 bits, LABEL um endereço, implemente as seguintes pseudo-instruções:
a) sw $tO, BIG($t1)
b) bne $tO, SMALL, LABEL
c) pop $tO
d) ble $tO, $t1, LABEL
e) subi $to, $t1, BIG
# Memory [ $t1 +BIG ] = $tO
# if ($tO!=SMALL) goto LABEL
# Retira valor da pilha e coloca em $tO, e atualiza o topo ($sp)
# if ($tO<=$t1) goto LABEL
# $tO=$t1-BIG
3) (4,5) O seguinte fragmento de código processa dois arrays e produz um valor importante no registrador $vO. Considere que
cada array consista de 2500 inteiros, indexados de O a 2499, que os endereços base dos arrays estejam em $aO e Sa l, e seus
tamanhos (2500) estejam em $a2 e $a3.
(1. sll $a2, $a2, 2 # tt710~ :ffvr2, pf.. {?ir> C:, t!-íf"'~tJt;,. ::;( 'i
~ sll $a3, $a3, 2 # t,< . ser:; v' t. •• '"
(L add $vO, $zero, $zero #.-{;<i?0~=::.Of!......<!*'-7\/~~:-:<:""-------------------------------------- _
fl add $tO, $zero, $zero #---,b-h-"-,, ";-';-q->-*tk-;::W-=,,---,,-=:::::T----:---:-------;~-::-------------_
outer: t: add $t4, $aO, $tO # f.Jt<t :JC1~ -f' J!} Ú1v.v~ e.. t20?p
J. Iw$t4, 0($t4) #.__ ~-=-:~"'-'--:;-':(':":~-=:....c'oP~JJL&.••...1!t.>....------------------------------
( add $t1 , $zero, Szero #--'~L:c~~'-~>5':t1"-'--;-::-.,------__;_-:-----:--:-;--------------
inner:,2.. $t3,$a1,$t1 "\d.c:t # $~ -f<;It$11 q,lUIA e-.tah.fJ
.k Iw $t3, 0($t3) #:....' ...l.lc•••.p.~dPk~~'"~(""2u:/":.!.te.=.!vq?=-,,..;,6~r"'"'~------_.----------
j. bne $t3, $14, skip r #. .;~) h:~ .c.t "t3 (í:t<-f
;. addi $vO, s-e. 1 # i,Jw~"""t (~YPl7Jj.A. çe f-.OA.~Pt L
skip: ). addi $t1, $t1, 4 # r-i'"CA.e\=-'ê~C'9'_1._..."Joí""'{;__'1-'-:-~.L.-+--,-;..---------------------------_
';L bne $t1, $a3, inner # ve,! ~ç,"" ~ ~ hr1,1l (,Ir-. ,re
;L addi $tO, $tO,.4 # ; r 0f c--'lvTPI <J;l4 Ib ~tf) ri)
::r:. bne $tO, $a2, outer # Vfh " F--.(; "" c.L q '/70,1v Li tv' I I-€
, l
a) (1,5) Acrescente comentários ao código (nesta folha) e diga o que será retomado em $vO. r- ae ltetvV-.JOS 'J~J
b) (1,0) Sabendo que temos três implementações do processador MIPS
usando diferentes números de ciclos de clock para cada tipo de instrução.
A::: 10r ~12/ . , ) /2 ~ Cf OJ I
0::: { i,«, '3) . ,. j ,z..ç;-úo J
Instrução MP-} MP-2 MP-3
(1GHz) (l,5GHz) (2 GHz)
Tipo-R 1 3 2
Tipo-I 2 I 3
Tipo-J 3 2 1
b.l ) (0,9) Quais os tempos que cada processador demora para executa~ este trecho?
b.2) (0,1) Qual o fator de desempenho conseguido pela 2" versão do processador em relação à I" versão?
c) (2,0) Sabendo que o código acima está localizado na memória no início do segmento de texto, endereço Ox00400000,
realize a tradução para linguagem de máquina, escrevendo o conteúdo da memória de programa em hexadecimal.
BOA SORTE!
I)q)
Ç;\9°YlqcLl' :
VHC -Wfl-{rtft IJ
_!:j/vovq j(aot ~1-- -
Cl:!ikq(? I ro~_
-
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bf)~ 1q~ ~n-rtD ) 000.(
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