Helsingin yliopisto - Tietojenkäsittelytieteen laitos
Harjoitukset (näyttö layout) (tulostus layout) (kämmen layout)

Tietokoneen toiminta, K2003, LH 6

Nämä tehtävät käsitellään harjoituksissa viikolla 18 (28.4-2.5.2003). Vappuna (1.5) ei ole harjoituksia. Torstain laskuharjoitusryhmiin kuuluvat opiskelijat voivat osallistua muihin ryhmiin. Perjantaina (2.5) on laskuharjoitukset normaaliin tapaan.
  1. Java ohjelmia (tavukoodia) voidaan suorittaa (ainakin) neljällä eri tavalla: tulkitsemalla, tavallisella käännöksellä, Just-In-time -käännöksellä tai suoraan Java-suorittimella.
    1. Anna esimerkkejä tilanteesta, jolloin tulkitseminen olisi parempi kuin muut vaihtoehdot. Perustele, miksi muut tavat olisivat huonompia.
    2. Anna vastaavat esimerkit ja perustelut tilanteista, jolloin muut e.m. vaihtoehdoista olisivat parhaita vaihtoehtoja.
    3. Mikä olisi paras vaihtoehto (Java) ohjelmoinnin harjoitustyön suorittamiseen? Miksi?
    4. Mitä prosesseja järjestelmässä tarvitaan ohjelman suoritushetkellä, jos Java ohjelmaasi MyProg suoritetaan 1) tulkitsemalla, 2) tavallisella käännöksellä, 3) Just-In-Time -käännöksellä tai 4) suoraan Java-suorittimella?

     

  2. Java virtuaalikone. Tee seuraavat oletukset. X, Y ja Z ovat paikallisia muuttujia numero 3, 4 ja 5. Tbl osoittaa 20 alkioiseen taulukkoon ja se (Tbl) on talletettu paikalliseen muuttujaan numero 6.
    1. Anna konekäskyt, joilla X:n arvoa kasvatetaan 5:llä.
    2. Anna konekäskyt, joilla X:n arvoksi tulee Y+Z
    3. Anna konekäskyt, joilla Y:n arvoksi tulee Tbl[3]

    Luennolla esitetyt Tanenbaumin kirjan [Tane99] kuvat 4-10, 4-12, 4-13, 4-9 ja 5-36 löytyvät myös verkosta.

  3. Javan suoritus. Missä olosuhteissa Javalla tehdyn ohjelman suoritus olisi nopeampaa/hitaampaa kuin saman ohjelman C:llä tai C++:lla tehty toteutus? Miksi?

     

  4. [2 htp] Jump table. Pitkät valintalauseet (switch-lauseet) voivat hidastaa ohjelman suoritusta huomattavasti, jos usein suoritettavassa silmukassa joka kerta valitaan yksi kerrallaan oikea case-tapaus esimerkiksi 60 (tai 2000) eri mahdollisuuden joukosta. Tähän menee keskimäärin 30 (tai 1000) vertailua ja kuhunkin vertailuun ainakin 2 konekäskyä!

    Jos valintavakiot ovat kokonaislukuarvoisia, nollasta alkavia ja muodostavat (liki) yhtenäisen arvoalueen, niin usean if-then-else -vertailun asemesta voidaan käyttää hyppytaulua (jump table). Hyppytaulun avulla päästää oikeaan case-tapaukseen aina suoraan muutamalla konekäskyllä. Hyppytaulu sisältää monta hyppykäskyä (yksi per case-tapaus), joista valintamuuttujan perusteella valitaan indeksoitua osoitusmoodia käyttäen oikea hyppykäsky.

    Esimerkiksi, jos rekisteri R3 sisältää valintamuuttujan arvon ja hyppytaulun osoite on JTBL, niin oikeaan case-tapaukseen johtavaan hyppykäskyyn päästään konekäskyn "JUMP JTBL(R3)" avulla.

    1. Anna (Koksissa suorituskelpoinen) ttk-91 esimerkki hyppytaulun käytöstä, kun case-tapauksia on 10.
    2. Miten em. valintalause toteutetaan, jos hyppytaulussa onkin hyppykäskyjen asemesta ainoastaan case-tapausten osoitteet? Anna toteutus samalle esimerkille kuin kohdassa (a).
    3. Milloin toteutustapa (a) on parempi kuin (b)?
    4. Milloin toteutustapa (b) on parempi kuin (a)?
    5. Jos kukin case-tapaus vaatii 10 konekäskyä ja case-tapauksia on 60, niin kuinka paljon (%) hyppytaulun käyttö nopettaa valintalauseen suoritusta? Eroavatko em. toteutustavat (kohdat a ja b) tässä suhteessa?

     

  5. [1 htp] Vastaa kurssikyselyyn. Kiinnitä lisähuomiota kohtien 14 ja 19 vastauksiin. Ota lisäkysymysten vastaukset talteen laskuharjoituksissa tapahtuvaa keskustelua varten.

    Vastaa kurssikyselyn kohdassa 14 ("Miten kurssia voisi kehittää?") myös lisäkysymyksiin:  

    1. Montako tuntia olet käyttänyt tähän kurssiin yhteensä tähän asti aikaa?
      Luentojen seuraamiseen? Harjoituksiin? Itseopiskeluun?
    2. Kuinka suureen osaan luennoista osallistuit? (100%, 90%, ...)
    3. Jos osallistuit lähes kaikkiin luentoihin, niin opitko perusasiat luennoilla vai pitikö niitä vielä kovasti opiskella kirjoista?
    4. Käytitkö englanninkielisiä oppikirjoja? Kuinka paljon?

    Vastaa kurssikyselyn kohdassa 19 ("Muita kommentteja ...") myös lisäkysymyksiin:

    1. Mitä mieltä olit kertauskysymyksistä? Olivatko ne hyödyllisiä?
    2. Mitä mieltä olit ryhmätyöstä, jossa tehtiin kertauskysymyksiä?
    3. Oliko ryhmätyön määrittely mielestäsi sopiva, puutteellinen vai liian detaljoitu? Perustele.

Varaudu esittämään kaikki Koksiin liittyvät tehtävät mikrotietokoneella harjoitustilaisuudessa. Pidä mukanasi levykettä harjoitusta varten tekemiesi ohjelmien tallettamiseen.

Teemu Kerola