Musterlösung Probeklausur

20240618/rtech-20240618.txt

+Probeklausur
+============
+
+Aufgabe 1
+~~~~~~~~~
+a)
+                           LEDs
+  Zeitpunkt x2 x1 x0  y1 y2 y3 y4 y5
+      0      0  0  0   1  0  0  0  0
+      1      0  0  1   0  1  0  0  0
+      2      0  1  0   0  0  1  0  0
+      3      0  1  1   0  0  0  1  0
+      4      1  0  0   0  0  0  0  1
+      5      1  0  1   0  0  0  1  0
+      6      1  1  0   0  0  1  0  0
+      7      1  1  1   0  1  0  0  0
+
+Aufgabe 2
+~~~~~~~~~
+Warteschleife:
+
+ - 1 MHz Taktfrequenz --> 1/4 s entspricht 250000 Taktzyklen.
+
+ - z.B.: Zählen mit 3 Registern, 5 Taktzyklen pro Durchlauf
+
+  loop: ad r0, #1
+        ac r1, #0
+        ac r2, #0
+        jz cont
+        jp loop
+  cont: 
+
+  --> 250000 / 5 = 50000 Schleifendurchläufe --> 2 Register würden genügen (bis 65535)
+
+ - z.B.: Zählen mit 2 Registern, 4 Taktzyklen pro Durchlauf
+
+  loop: ad r0, #1
+        ac r1, #0
+        jz cont
+        jp loop
+  cont: 
+
+  --> 250000 / 4 = 62500 Schleifendurchläufe --> 2 Register genügen immer noch (bis 65535)
+
+ - Wenn ich in dieser Weise addiere: Register vorher initialisieren
+   auf -62500 bei 2 Registern bzw. -50000 bei 3 Registern --> Zweierkomplement
+
+   62500 = 0xf424
+
+ - Alternative: Subtrahieren
+
+        ld r0, #0x24
+        ld r1, #0xf4
+  loop: ad r0, #-1     ; dasselbe wie: #255
+        ac r1, #0
+        jz cont
+        jp loop
+  cont: 
+
+ - Warteschleife als Unterprogramm:
+
+  wait: ld r0, #0x24
+        ld r1, #0xf4
+  loop: ad r0, #-1     ; dasselbe wie: #255
+        ac r1, #0
+        jz cont
+        jp loop
+  cont: rt
+
+ - Dann im Hauptprogramm: js wait ("jump to subroutine")
+
+ - Angeschlossene LEDs: Bit 1 bis 5
+    - Bit 0: 0x01
+    - Bit 1: 0x02   LED 1
+    - Bit 2: 0x04   LED 2
+    - Bit 3: 0x08   LED 3
+    - Bit 4: 0x10   LED 4
+    - Bit 5: 0x20   LED 5
+    - Bit 6: 0x40
+    - Bit 7: 0x80
+
+  main: ld r0, #0x02  ; LED 1
+        op r0
+        js wait
+        ld r0, #0x04  ; LED 2
+        op r0
+        js wait
+        ld r0, #0x08  ; LED 3
+        op r0
+        js wait
+        ld r0, #0x10  ; LED 4
+        op r0
+        js wait
+        ld r0, #0x20  ; LED 5
+        op r0
+        js wait
+        ld r0, #0x10  ; LED 4
+        op r0
+        js wait
+        ld r0, #0x08  ; LED 3
+        op r0
+        js wait
+        ld r0, #0x04  ; LED 2
+        op r0
+        js wait
+        jp main
+
+ - Alternative: Nutzung von Schiebe-Befehlen
+   dann: Schleife möglich
+
+  main:  ld r0, #0x02
+  loop:  ld r2, #4     ; Lauflicht: 4 LEDs nacheinander
+  left:  op r0
+         sh r0, #1
+         ad r2, #-1
+         jn left
+         ld r2, #4
+  right: sh r0, #-1
+         op r0
+         ad r2, #-1
+         jn right
+         jp loop       ; OHNE GEWÄHR
+
+   Problem: Hier fehlen die Warteschleifen.
+   Wenn ich an den richtigen Stellen "js wait" ergänze,
+   zerstört das Unterprogramm den Wert des Registers r0.
+
+   Notlösung: doch wieder "brute force":
+
+  main: ld r0, #0x02  ; LED 1
+        op r0
+        js wait
+        sh r0, #1     ; LED 2
+        op r0
+        js wait
+        sh r0, #1     ; LED 3
+        op r0
+        js wait
+        sh r0, #1     ; LED 4
+        op r0
+        js wait
+        sh r0, #1     ; LED 5
+        op r0
+        js wait
+        sh r0, #-1    ; LED 4
+        op r0
+        js wait
+        sh r0, #-1    ; LED 3
+        op r0
+        js wait
+        sh r0, #-1    ; LED 2
+        op r0
+        js wait
+        jp main
+
+Aufgabe 3
+~~~~~~~~~
+a) main: ld r0, #63
+         ld r1, #11
+         ng r1
+         ad r0, r1
+         ad r0, r1
+         ad r0, r1
+         ad r0, r1
+         ad r0, r1
+         ad r0, r1
+
+b) - Zweierkomplement von 11 bilden (hier wichtig: 8-Bit-Rechenwerk)
+   - sechsmal schriftlich 11 von 63 subtrahieren
+
+Aufgabe 4
+~~~~~~~~~
+a) Wie "mice", aber mit "jmp" statt "spl":
+   Anstatt sich zu vermehren, springt die "Maus" durch den Speicher.
+
+b) Ersetze
+     sub #1, dest
+     mov @ptr, @dest
+   durch
+     mov @ptr, <dest
+
+   Ersetze
+     cmp #0, ptr
+     jmp loop
+     jmp @dest
+   durch
+     jmz loop, ptr
+     jmp @dest
+
+   Ersetze
+     mov #8, ptr
+     [...]
+     sub #1, dest
+     mov @ptr, @dest
+     sub #1, ptr
+     [...]
+     jmp @dest
+   durch
+     mov #9, ptr
+     [...]
+     mov <ptr, <dest
+     [...]
+     add #1, ptr
+     jmp @dest
+
+   Ersetze
+     sub #1, ptr
+     cmp #0, ptr
+     jmp loop
+     jmp @dest
+   durch
+     djn loop, ptr
+     jmp @dest