Tietokoneen toiminta, Syksy 2004, Harjoitus 5 (30.11-3.12)

1.  Aliohjelmat, makrot, literaalit, muuttujat, vakiot
   1. Anna esimerkki tilanteesta, jossa rutiini XYZ olisi parempi toteuttaa makrona kuin aliohjelmana. Perustelut? Esimerkki?
   2. Anna esimerkki tilanteesta, jossarutiini XYZ olisi parempi toteuttaa aliohjelmana kuin makrona. Perustelut? Esimerkki?
   3. Anna esimerkki tilanteesta, jossa on parempi toteuttaa lukuarvo X literaalina kuin vakiona käskyssä? Perustelut? Esimerkki?
   4. Anna esimerkki tilanteesta, jossa on parempi toteuttaa lukuarvo X vakiona käskyssä kuin literaalina? Perustelut? Esimerkki?
   5. Miten literaalin käyttö eroaa muuttujan käytöstä? Edut? Haitat?
   6. Miten literaalin käyttö eroaa käskyn vakio-osan käytöstä? Edut? Haitat?

2. Ohjelmassa käytetyn nimen sidonta sen lopulliseen arvoon voi tapahtua ainakin seuraavien tapahtumien yhteydessä : ohjelman kirjoitusaikana, käännösaikana, linkityksen aikana, latausaikana, kantarekisterin (tai muun KJ rekisterin) asetuksen aikana, tai konekäskyn suoritusaikana. Milloin seuraavien esimerkkien nimien sidonta tapahtuu? Perustele.
   1. add  R1, ParX(FP)               % R1?   ParX?    FP?     ADD?  
   2. XX   dc  456789                  % XX?
   3. call   SP, IO.Print                 % Print?
   4. DD   equ  65                        % DD?
   5. locX = 3456789;                  /* locX?  3456789?      locX is local variable in a C program  */
3. Oletetaan, että levyn pyörimisnopeus on 7200 rpm, siinä on yksi luku/kirjoituspää per levypinta, sylintereiden (uraa per levypinta) lukumäärä on 2000, joka uralla on 50 sektoria ja sektorin koko on 0.5 KB. Otaksumme (epärealistisesti), että hakuvarren siirtoaika on lineaarinen urien lukumäärän suhteen ja että se on 0.02 ms per ura. Otaksumme (epärealistisesti), että luettavan tiedoston jokaisen sektorin sijainti on täysin satunnainen levyllä, tästä saadaan todennäköisyyslaskentaa käyttäen keskimääräiseksi ylitettävien urien lukumääräksi 667. Otaksumme edelleen (epärealistisesti), että tiedosto luetaan levyltä yksi sektori kerrallaan. Kauanko kestää 333.33 KB tiedoston lukeminen levyltä keskimäärin? Entä 24 MB tiedoston lukeminen?

4. Linkitys. Miten Tanenbaumin kirjan [Tane99] kuva 7-15 (b) muuttuisi, jos moduulit linkitettäisiinkin (alhaalta ylöspäin) järjestyksessä ACDB kuvassa 7-15 käytetyn järjestyksen ABCD asemesta?

   Huomaa, että kuvassa 7-15 osoitteet kasvavat ylöspäin. Moduulit on esitelty kuvassa 7-14.

5. Muistiinkuvattu I/O. Esimerkissä driver.k91 on kuvattu laiteajuri suoraa I/O toteutusta käyttäen. 
   
   1. Miten laiteajuri tietää, että laite on tulostanut annetun luvun?
   2. Mitä laiteajuri tekee sillä aikaa kun laite on tulostamassa lukua? 
      Kauanko tähän voi kulua aikaa?
   3. Miten laite (laiteohjain) kertoo laiteajurille, että laitteelle annettu tehtävä on suoritettu?
   4. Miten varsinainen (laiteajuria kutsunut) sovellusohjelma saa tietää, että laitteelle annettu tehtävä on suoritettu? 
   5. Kuinka k.o. laiteajuria tulisi muuttaa, jos tulostus tehtäisiinkin epäsuoraa I/O:tä käyttäen? Tarkoitus ei ole antaa tarkkaa vastausta koodattuna, vaan kertoa pääpiirteissään, mitä kaikkea esimerkin ajurissa tulisi muuttaa, jos haluttaisiin käyttää epäsuoraa I/O:ta. 
      Mitä etua/haittaa tästä olisi? Tuleeko tästä mitään muutoksia tulostinlaitteiston (laiteohjaimen) vaatimuksiin?