Klausur Informatik II

Transkript

1 Klausur Informatik II Sommersemester 23 Bearbeitungszeit 2 Minuten Name: Vorname: Matrikelnummer: Bei der Klausur sind keine Hilfsmittel (Skripten, Taschenrechner, etc.) erlaubt. Schreiben Sie bitte mit blauem oder schwarzem Kugelschreiber, Füller, etc; Bleistift ist nicht erlaubt. Das Papier zur Bearbeitung der Klausur wird gestellt und ist ausschließlich zu verwenden. Die Klausur besteht aus vier Teilen. Es gibt 5 Punkte pro Teil. Von den insgesamt 6 Punkten sind 3 Punkte hinreichend zum Bestehen. Zur Zeiteinteilung gilt die Faustregel: 3 min. pro Teil und 2 min. pro Punkt. Eine englische Übersetzung ist auf Wunsch erhältlich. (Rechtlich verbindlich ist die deutsche Version.) Viel Erfolg bei der Bearbeitung der Klausur! Teile Punkte I: Boolsche Algebra und Digitale Logik II: Betriebssysteme und Netzwerke III: Computer Organisation und Assembler Programmierung IV: Sprachen und Compiler Summe : Note:

2 Teil I: Boolsche Algebra und digitale Logik (5 Punkte). (2 Punkte) Umrechnung zwischen Zahlensystemen: 476 = 2 A2 6 = 2. (3 Punkte) Das Karnaughdiagramm der gewünschten Funktion ist unten angegeben. Geben Sie die vereinfachte Funktion als Summe der Produkte sum of products (SOP) an. B' B C' A' C A C' D' D D' 3. (2 Punkte) Geben Sie die Funktion des Schaltkreises an. (Vereinfachung ist nicht notwendig.) A B C F 4. (2 Punkte) Zeichnen Sie einen Schaltkreis für die Funktion F = AB' + A'BC, mit den Eingängen A, B, C und dem Ausgang F. 5. (3 Punkte) Geben Sie die Wahrheitstabelle der Funktion F = AB' + A'BC an. 6. (4 Punkte) Zeichnen Sie ein D-Latch unter Verwendung logischer Gatter (z.b. AND, OR, NOT, NAND, NOR). Tipp: Die Wahrheitstabelle eines D-Latchs sieht wie folgt aus: C D Q x Keine Änderung

3 Teil II: Betriebssysteme und Netzwerke (5 Punkte). ( Punkt) Nennen Sie die Hauptaufgaben eines Betriebssystems. 2. (2 Punkte) Was ist ein Prozess? 3. ( Punkt) Beschreiben Sie zwei Situationen in denen Prozess-Scheduling notwendig ist. 4. (2 Punkte) Welches sind die vier notwendigen & hinreichenden Bedingungen für einen Deadlock? 5. ( Punkte) Was versteht man unter Direct Memory Access (DMA)? 6. In einer Schlange befinden sich fünf Jobs, die abgearbeitet werden wollen. Ihre zugehörigen Abarbeitungszeiten sind:,, 2, und 5. (a) (3 Punkte) Zeichnen Sie ein Zeitablaufdiagramm für die unten genannten Abarbeitungsstrategien, aus dem hervorgeht, wann die einzelnen Jobs abgearbeitet sind: * FIFO * Round Robin (quantum = ) * SJF (b) (2 Punkte) Welche Strategie hat die kürzeste durchschnittliche Abarbeitungszeit pro Job? 7. (2 Punkte) Was ist der Unterschied zwischen einem packetvermittelnden und einem leitungsvermittelnden Netzwerk? 8. ( Punkt) Erläutern Sie die Begriffe: Routing und Addressing

4 Teil III: Computer Organisation und Assembler Programmierung (5 Punkte) Sämtliche Befehle für die Assembler Programmierung sind im Anhang angegeben.. ( Punkt) Wie heißen die vier Bausteine einer Von-Neumann-Architektur? 2. (2 Punkte) Nennen Sie die Schritte in denen eine CPU einen Befehl abarbeitet. (Tipp: gesucht sind die 7 Schritte des fetch-decode-execution-cycles.) 3. ( Punkt) Schreiben Sie den SPIM Assembler Ausdruck, um den Inhalt von $t zu dem konstanten Wert 2 zu addieren und das Ergebnis in $t zu speichern. 4. ( Punkt) Schreiben Sie den SPIM Assembler Ausdruck, um $t mit $t zu vergleichen und an die Marke L zu springen, falls die Werte nicht gleich sind. 5. ( Punkt) Die SPIM Assembler Sprache enthält keine nand Anweisung. Schreiben Sie die SPIM Assembler Ausdrücke, die erforderlich sind, um den Wert in $t mit dem Wert in $t nand zu verknüpfen und das Ergebnis in $t2 zu speichern. Sämtliche Register können verwendet werden, um Zwischenwerte zu speichern. 6. (2 Punkte) Pseudoinstruktionen sind unechte Assembler Befehle, die vom Assembler in echten Maschinencode übersetzt werden. Erläutern Sie, warum SPIM Pseudoinstruktionen verwendet. 7. ( Punkt) Schreiben Sie die SPIM Assembler Instruktionen, die notwendig sind, um den Wert im Register $t zu negieren und das Ergebnis im Register $t zu speichern. Sie können davon ausgehen, dass im Register $r immer der Wert vorliegt. 8. ( Punkte) Jede SPIM Assembler Instruktion wird durch exakt 32-bit repräsentiert. Erklären Sie, warum Konstanten, die in echten Instruktionen (nicht Pseudocode) referenziert werden, nur 6-bit lang sein dürfen. 9. (2 Punkte) Schreiben Sie die SPIM Assembler Instruktionen, um den konstanten Wert 75 in dem Register $t abzulegen. Sie können alle Register zu Speicherung von Zwischenwerten verwenden.. (3 Punkte) Schreiben Sie ein SPIM Assembler Programm, um die folgende Schleife zu implementieren: sum = ; i = ; while(i > ) { sum = sum + i; i = i ; } Die Variable sum soll im Register $t gespeichert werden; die Variable i soll in $t gespeichert werden.

5 Teil IV: Sprachen und Compiler (5 Punkte). ( Punkt) Nennen Sie vier der insgesamt sieben Compilerphasen, die in der Vorlesung besprochen wurden. 2. ( Punkt) Beschreiben Sie den Unterschied zwischen static scoping und dynamic scoping. 3. (2 Punkt) Geben Sie die formale Definition von regulären Ausdrücken wieder. 4. (2 Punkte) Gegeben sei ein regulärer Ausdruck r. Der reguläre Ausdruck r? beschreibt ein null oder einmaliges Vorkommen der Werte, die von r erzeugt werden. Geben sie die Definition von r? als einfachen regulären Ausdruck an. Tipp: Benutzen Sie die Antwort von #4 aus der Vorlesung und erinnern Sie sich, wie r+ definiert wurde. 5. ( Punkt) Kann der reguläre Ausdruck (a*.(c.d)*.b*)* die Zeichenfolge abcd erzeugen? 6. ( Punkt) Geben Sie einen regulären Ausdruck an, der Zeichenfolgen über dem Alphabet {a,b} erzeugt, die eine durch 3 teilbare Anzahl von a s haben. 7. (2 Punkte) Geben Sie einen regulären Ausdruck an, der Zeichenfolgen über dem Alphabet {a,b} erzeugt, die genau einmal den Teilausdruck aaa beinhalten. 8. ( Punkt) Zeichnen Sie ein Zustandsübergangsdiagramm für den deterministischen endlichen Automaten, welcher genau die Zeichenketten über dem Alphabet {a,b} akzeptiert, die eine durch 3 teilbare Anzahl von a s haben. 9. (2 Punkte) Zeichnen Sie ein Zustandsübergangsdiagramm für den deterministischen endlichen Automaten, welcher genau die Zeichenketten über dem Alphabet {,} akzeptiert, die über die gleiche Anzahl von s wie s verfügt.. (2 Punkte) Ersetzen Sie die folgenden Regeln einer Grammatik, um links- Rekursion zu eliminieren. E E + T E E T