Lista de Exercícios Arquitetura de Sistemas Digitais - Ponto Fixo e Representação de Números

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA DISCIPLINA ARQUITETURA DE SISTEMAS DIGITAIS 20222 Data da entrega 25062023 Alunoa Matrícula 4ª Avaliação Escolar para Casa Parte 1 Lista de exercícios Ponto Fixo Responda à mão as seguintes questões Envie as imagens escaneadas no formato PDF junto com a resposta da parte 2 1 Calcule o maior e o menor número representáveis com 10 bits na notação q4 quatro bits para a parte fracionária O número tem sinal e está representado em complemento de 2 2 Indique vantagens e desvantagens de aplicações de processamento digital de sinais p ex controle de motor em ponto fixo e ponto flutuante 5 Converta o número formado pelos 6 últimos dígitos de seu número de matrícula com a vírgula após o primeiro dígito para a representação com 8 bits na notação q6 seis bits para a parte fracionária sem sinal Qual o erro absoluto associado com esta conversão 6 Compare o uso de ponto fixo com o de ponto flutuante para aplicações de processamento digital de sinais p ex controle de motor nos seguintes hardwares a DSP sem unidade ponto flutuante b DSP com unidade de ponto flutuante e c FPGA 7 Represente os seguintes números com 8 bits na notação q4 com sinal A046 B 42355 C2 Realiza a seguinte operação com os resultados em ponto fixo q4 com sinal i B A C ii AB C iii 𝐶 2𝐴2 iv 𝐵 𝐴 𝐶 Qual o erro absoluto de cada resultado Algum resultado não pode ser representado em 8 bits com q4 8 Converta todos os resultados anteriores para q6 Os 8 bits são suficientes 9 Indique a representação em ponto fixo mais adequada valor de q para representar cada um dos seguintes números com 16 bits sempre em complemento de 2 a 20 b 12 103 c 25 102 d 83 10 É possível representar todos os números da questão anterior em uma única escala fator q com registradores de 16 bits Se for possível qual o erro incorrido em usar apenas essa escala no lugar das escalas ótimas da questão anterior Comentários Em versões anteriores de tarefa em ponto fixo foi constatado que ainda é preciso deixar mais clara a motivação do uso de ponto fixo Ponto fixo serve para fazer contas com inteiros fingindose que se está operando com fracionários Isso é importante As contas em ponto fixo são contas com inteiros apenas Os operandos são inteiros e o resultado é um número inteiro Se o número em ponto fixo é 100 e é somado com 30 sendo ambos com o mesmo Q temos 130 E esse é o resultado final Se dividirmos a resposta é 3 se não pudermos trocar de Q durante os cálculos Para converter e interpretar é que se usa ponto flutuante Essas operações de conversão normalmente não aparecem nos programas em ponto fixo como por exemplo um programa de controle em um microcontrolador Aparecem durante o desenvolvimento e a depuração apenas Em provas anteriores muitos alunos fizeram as contas com ponto flutuante e converteram de volta para inteiro Isso subverte toda a lógica do uso de ponto fixo Notouse uma preocupação com a precisão do resultado que não era alvo das questões Ademais lembrese que é possível representar com qualquer quantidade de bits bastando para isso escolher um Q que abranja todos os números O erro pode ficar muito grande mas isso não faz parte da pergunta Normalmente são pedidos os erros associados às representações Se os erros forem altos que sejam Durante a correção das listas anteriores também foi observado a apresentação de números em binário O método de ponto fixo apresentado distancia um pouco da representação com bits aumentando imensamente a velocidade de desenvolvimento Não é necessário e é na verdade desaconselhável que se apresente a representação em binário Todos sabemos que no computador tudo está em bits OK Não é por isso que vamos ficar olhando para bits quando um número em decimal diz a mesma coisa apenas mais fácil para nós humanos Parte 2 Programa Assembly Entrega do código fonte do programa em texto puro arquivo asm e arquivo pdf do relatório no Classroom se não tiver envie email para moraisdeeufcgedubr 1 Faça um programa em Assembly para MIPS que quando simulado no software MARS 45 ou no software QTSPIM e realize as seguintes operações a Envie a mensagem Digite seu primeiro nome b Receba até 12 caracteres referentes ao primeiro nome c Se o texto for vazio finalize o programa chame o sistema com a operação exit d Envie a mensagem Digite seu último nome e Receba até 12 caracteres referentes ao último nome f Se o texto for vazio finalize o programa chame o sistema com a operação exit g Procure nos nomes armazenados como constantes no programa d1 Caso encontre o primeiro e o último nome apresente o texto Oa alunoa XXXXXXXXX corresponde à matrícula YYYYYYYY d2 Caso não encontre o primeiro e o último nome apresente o texto Oa alunoa XXXXXXXXX não foi encontradoa d3 Caso o primeiro e o último nome correspondam ao seu apresente o texto Sou eu Eu sou YYYYY YYYYY YYYY e tenho matrícula XXXXXXXXX h Volte para o passo a Informações adicionais regras e dicas i A avaliação é individual ii Crie funções para a impressão da matrícula e para a impressão do nome Utilize essas funções no passo g acima iii É impossível que duas ou mais pessoas pensem exatamente na mesma solução para o problema dado A semelhança será verificada com software Se existirem programas realmente semelhantes muitas instruções na mesma ordem mesmo que com registradores diferentes será considerado que o programa foi feito em grupo e a nota será dividida entre todos os participantes ISSO JÁ OCORREU ANTES E AS NOTAS FORAM REALMENTE DIVIDIDAS iv Nesse link encontramse tutoriais bem básicos tanto de Assembly MIPS como do uso da ferramenta MARS incluindo a entrada e saída httpswwwyoutubecomplaylistlistPL5b07qlmA3P6zUdDfo97ddfpvPFuNa5A v Enviarei também a lista de nomes e matrículas de alunos da turma vi Os nomes devem ser armazenados utilizando asciiz vii A resposta deve ser enviada de forma eletrônica com o arquivo Assembly separado para que seja testado diretamente na ferramenta O relatório deve estar em PDF e incluir comentários de como a solução foi obtida