Show page

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- programare:teme_2022:tema3_2022_cbd [2022/12/13 23:44]
costin.carabas
+++ programare:teme_2022:tema3_2022_cbd [2023/01/09 10:26] (current)
costin.carabas [Trimitere temă]
@@ Line 1: / Line 1: @@
-===== Tema 3. Arhivare =====
+====== Tema 3 - Miniprocesor ======
-==== Responsabili ====
+==== Responsabili: ====
-  * Costin Carabaș
+  * Costin Carabas
+Termen de predare:
+  * Deadline soft: **16 Ianuarie 2023**
+  * Deadline hard: **20 Ianuarie 2023**
-==== Termen de predare: ====
+Pentru fiecare zi (24 de ore) de întârziere, se vor scădea 10 puncte din nota acordată, până la atingerea deadline-ului hard.
-  * Deadline soft: **TODO**
-  * Deadline hard: **TODO**
-==== Introducere ====
+====Întrebări====
-În ultima vreme ați observat că spațiul de stocare în cloud (Google Drive, iCloud, One Drive) este limitat iar aceste servicii devin din ce în ce mai scumpe.
+Dacă aveți nelămuriri, puteți să ne contactați pe forumul dedicat [[https://curs.upb.ro/2022/mod/forum/view.php?id=105243|temei de casă nr. 3]].
-Doriți să rezolvați această problemă folosind algoritmi de comprimare a fișierelor. Astfel, spațiul ocupat în cloud se va micșora, iar voi veți folosi mai eficient aceste servicii.
+===== Cerință =====
-==== Cerinţe ====
+Să se implementeze un interpretor de biti similar unui procesor. Acesta va avea capacitatea de a decodifica si executa instructiuni simple de adunare, scădere, înmulțire și împărțire.
-Sarcina voastră este să implementaţi un program care să comprime / decomprime un fişier arbitrar, aplicând algoritmul [[https://www.programiz.com/dsa/huffman-coding|Huffman]].
-Puteți folosi un [[https://huffman.ooz.ie/|generator online]] de arbore Huffmann pentru a avea o reprezentare vizuală.
-Pentru această temă folosiți [[https://huffman.ooz.ie/?text=Notiunea+de+informatie+poate+fi+privita+din+mai+multe+puncte+de+vedere,+precum+cel+lexicografic+(ce+se+refera+la+notiuni+si+fapte),+sau+filosofic.+In+inginerie,+totusi,+informatia+are+o+definitie+matematica+riguroasa.+Ea+reprezinta+o+inlaturare+a+incertitudinii,+si+este+o+marime+a+carei+unitate+de+masura+este+bitul.+Astfel+pentru+reprezentarea+unei+informatii,+vom+avea+nevoie+de+un+anumit+numar+de+biti+de+informatie+(nu+neaparat+intreg,+dupa+cum+vom+vedea+mai+jos!).+Intuitiv,+ne+putem+gandi+ca+odata+ce+avem+mai+multi+biti+de+informatie,+stim+mai+multe+despre+entitatea+respectiva,+deci+incertitudinea+este+mai+bine+inlaturata.+De+exemplu,+un+numar+real+este+mai+bine+reprezentat+de+tipul+double+(pe+64+de+biti),+decat+de+tipul+float+(pe+32+de+biti),+iar+precizia+calculelor+este+mai+buna.+Deci+putem+spune+ca+tipul+double+contine+mai+multa+informatie+decat+tipul+float.+(Ca+un+fapt+divers,+pentru+a+inlatura+in+intregime+incertitudinea,+am+avea+nevoie+de+un+numar+infinit+de+biti+pentru+un+numar+real+oarecare.)|acest arborele Huffman]]. El va fi
+La nivelul cel mai de bază, informația este stocată sub forma de biți. Pentru un procesor aceasta informație se repartizează în 2 categorii: instrucțiuni și date. Practic, dându-se un șir de biți, procesorul decodifică instrucțiunea, iar ulterior o execută.
-Scheletul de cod conține crearea unui arbore de tip Huffmann.
+În aceasta tema, vom implementa un procesor de baza care decodifică un sir de biți și ulterior îl execută.
+===== Task 1 - Decodificare instructiune (50p) =====
-==== Resurse ====
+Dându-se o instrucțiune în format binar, decodificați instrucțiunea.
+O instrucțiune are următorul format:
+{{:programare:teme_2021:untitled_diagram.png?500|}}
-==== Trimitere temă ====
+Unde:
-Tema va fi trimisă folosind [[https://vmchecker.cs.pub.ro/ui/#PCCB|vmchecker]], cursul **Programarea Calculatoarelor (CB & CD)**. \\
-Toate temele sunt testate în mod automat pe [[https://vmchecker.cs.pub.ro/ui/|VMChecker]].
+- **N** reprezintă numărul de instrucțiuni ce vor fi executate; acesta este reprezentat pe 3 biți și se obtine prin convertirea valorii celor mai semnificativi 3 biți din binar în decimal și adunarea cu 1. Astfel, pentru **000** vom avea de executat o instrucțiune, pentru **010** vom avea de executat 3 instrucituni. Numărul maxim de instrucțiuni de executat este 8.
-Autentificarea se face folosind numele de utilizator și parola de pe moodle / Teams.
-Din meniul //drop-down// selectați cursul corespunzător; în cazul de față: **Programarea Calculatoarelor (CB & CD)**.
+- **Op** reprezintă codul unei instructiuni și se reprezintă pe 2 biți. **Op** poate fi **+**, **-**, * sau / conform tabelului de mai jos:
-În meniul //sidebar//, din partea stângă a paginii, selectați tema pentru care veți face submisia.
+^Cod ^Operatie ^
+| 00     | +        |
+| 01     | -        |
+| 10     | *        |
+| 11     | /        |
+In sirul de input, cei 3 biți care desemnează numărul de operații sunt urmați de număr de N*2 biți care desemnează operațiile ce urmează a fi executate.
+- **Dim** reprezintă dimensiunea unui operand și se reprezintă pe 4 biti. **Dim** se calculează similar cu **N** prin transformarea celor mai puțini semnificativi 4 biți în valoarea zecimală și adunarea cu 1. Astfel, dimensiunea operanzilor poate lua valori din intervalul [1, 16].
+În cadrul acestui exercițiu, veți citi de la intrarea standard un numar de tipul **unsigned int** ce contine instructiunea si o veti decodifica. Astfel, la iesirea standard veti afisa N, operatorii si dimensiunea operanzilor, toate separate printr-un spatiu.
+<note>
+Exemplu:
+Input: 1675493376 -> Output: 4 + - / * 16
+Input: 2483421184 -> Output: 5 * * + + + 13
+</note>
+Precizări:
+- dimensiunea totala a unei instructiunie nu poate depasi 3 + 8*2 + 4 = 23 biti, asadar ar trebui sa incapa intr-un unsigned int.
+- citirea de la tastatura se va face folosind functia scanf: **scanf("%u", &inst)**
+- formatul de afisare este: **N op1 op2 .. opN Dim **
+- rezolvarea acestui task se va afla in fisierul **task1.c**
+===== Task 2 - Executare instructiune (50p) =====
+În cadrul acestui exercițiu vom continua task-ul anterior prin:
+. **Citirea operanzilor**. Plecând de la programul anterior, adăugați o sectiune de cod care interpretează (N+1) operanzi de la intrarea standard. Pentru acest task, dimensiunea operanzilor (**Dim**) este un numar putere a lui 2 din intervalul [1, 16]. Adică valorile posibile sunt: 1, 2, 4, 8, 16. Operanzii vor fi cititi sub forma unor numere **unsigned short** (dimensiune 16) de la intrarea standard. Numărul de operanzi citiți de la tastatură se va descompune în mai multe de numere **unsigned short**, folosind formula: ((N+1)*Dim)/16, la care adaugam +1 in cazul in care rezultatul are vreun rest.
+Astfel, se vor citi de la tastatură ((N+1)*Dim)/16 numere și vor fi descompune în (N+1) operanzi.
+<note>
+Exemplu:
+Pentru N = 3 si Dim = 4, folosim instrucțiunea ''1410859008'', output-ul de la Task 1 va fi ''3 * * + 4''.
+Conform formulei de mai sus ''((N+1)*Dim)/16'', vom citi un singur **unsigned short** de la tastatura (((3+1)*4)/16 = 1). Presupunem că vom citi 54999. Valoarea acestuia in binar este: **1101 0110 1101 0111**. Practic, primul operand va fi 13, al doilea 6, al treila 13, iar al patrulea 7.
+Daca N = 4 si Dim = 8, folosim instrucțiunea ''1947074560'', output-uul de la Task 1 va fi ''4 * * + + 8''.
+Rezulta ca vom citi  3 **unsigned short** de la tastatura (((4+1)*8)/16 = 2,5). Presupunem ca vom citi 54998 (**11010110 11010110**), 64041 (**11111010 00101001**) si 42752 (**10100111 00000000**). Practic, primul operand va fi 214, al doilea tot 214, al treilea 250, al patrulea 41, iar al cincilea 167, urmat de bitii de padding.
+</note>
+. **Executarea instructiunii**: din moment ce avem atât operațiile cât si operanzii, nu ne mai ramane decât să calculăm rezultatul.
+Calcularea rezultatului se va face in ordinea primirii operatiilor si nu conform prioritatii operatorilor (adica, * nu are precedenta fata de +).
+<note>
+Exemplu:
+In cazul in care avem operatiile + - * + si operanzii 1 2 3 4 5 se va valcula 1 + 2 - 3 * 4 + 5 = 5 (1 + 2 = 3 - 3 = 0 * 4 = 0 + 5 = 5)
+</note>
+Pentru acest task, se vor citi de la tastatura instructiunea si operanzii si se va afiza rezultatul:
+<note>
+Exemplu utilizare:
+<code>
+./task1
+1410859008
+* * + 4
+Numere de introdus = 1
+Introduceți număr: 54999
+Operanzii: 13 6 13 7
+Rezultat: 1021
+</code>
+sau
+<code>
+./task1
+1947074560
+* * + + 8
+Numere de introdus = 3
+Introduceți număr: 54998
+
+
+Operanzii:214 214 250 41 167 0 0 0 0 0
+Rezultat: 11449208
+</code>
+</note>
+**Precizari:**
+- rezolvarea acestui exercițiu se va afla in fisierul task2.c
+- va recomandăm mai intai sa rezolvati taskul 1 **și apoi sa faceti copy-paste codului in fisierul task2.c** și să porniti rezolvarea de acolo
+- numerele citite de la tastatura sunt considerate pozitive, insa rezultatul poate fi negativ asa ca folositi o variabila de tip **int** pentru a salva rezultatul executarii instrucțiunii.
+- afișați doar numărul rezultat, altfel checker-ul nu va lua in considerare testul
+===== Bonus 1 - Operanzi cu dimensiuni ciudate (20p) =====
+In cadrul acestui task vom extinde implementarea de la Task 2 pentru a executa instrucțuni ale căror operanzi pot avea **orice** dimensiune din intervalul [1, 16]. În continuare, operanzii for fi citiți de la intrarea standard sub forma **unsigned short**, însă un operand ar putea să se întindă pe 2 citiri succesive.
+<note>
+Exemplu:
+**N = 1**, **Dim = 11**. (1+1)*11/16 = 1,375 => se citesc 2 numere de tipul **unsigned short**. Sa presupunem ca acestea sunt 37444 (**10010010010 00100**) si 33792 (**100001 0000000000**). Va trebuie sa facem o operație intre 1170 (**10010010010**) si 289 (**00100 100001**)
+</note>
+**Precizări:**
+- Acest task se va rezolva in fisierul task3.c
+- Pentru acest task veti copia continutul fisierul task2.c in fisierul task3.c si veti extinde functionalitatea acestuia.
+- Pentru acest task, veti afisa doar rezultatul final.
+===== Bonus 2 - Precedenta operatorilor (20p) =====
+Implementati precedenta operatilor, astfel incat * si / au precedenta egala intre ei, insa precdenta mai mai mare ca + si -.
+<note>
+Exemplu:
+Pentru + * - / si 1 2 3 4 5 vom avea 1 + 2*3 - 4/5 = 1 + 6 - 0 = 7
+</note>
+**Precizari**:
+- Acest task se va rezolva in fisierul task4.c.
+- Veti afisa doar rezultatul final.
+==== Trimitere temă ====
+Tema va fi trimisă folosind [[https://vmchecker.cs.pub.ro/ui/#PCCB|vmchecker]], cursul **Programarea Calculatoarelor (CB & CD)**. \\
-Arhiva temei se va încărca pe checker folosind formularul de submisie din tabul **Trimitere solutii**.
-Rezultatele vor fi disponibile în tabul **Rezultate**.\\
-**Citiți cu atenție** informațiile afișate în **Rezultate** pentru a vă asigura că tema a fost rulată cu succes; o eroare comună este dată de faptul că conținutul arhivei nu respectă structura dorită (ex. fișierele sunt într-un alt director).\\
-**Punctajul final al temei** este afișat la finalul informațiilor afișate în **Rezultate**.
+Formatul arhivei va fi următorul:
+	- {task1.c task2.c task3.c task4.c Makefile}
+	- Un fișier [[https://en.wikipedia.org/wiki/README|README]] în care vă descrieți rezolvarea taskurilor.
-Conținutul arhivei va fi următorul:
-	- Fișierele **task1.c**, **task2.c**, **task3.c**, **task4.c**, **task5.c**, **utils.h** care conține implementarea temei.
-	- Fișierul **Makefile**.
-	- Un fișier [[https://en.wikipedia.org/wiki/README|README]] în care descrieți rezolvarea temei.
 <note warning>
   - Arhiva trebuie să fie de tipul **zip**.
-  - Puteți utiliza regula **zip** din fișierul **Makefile** pentru a vă genera arhiva zip. Aceasta va adăuga fișierele Makefile, README și orice fișierele **task1.c**, **task2.c**, **task3.c**, **task4.c**, **task5.c**, **utils.h** din directorul curent.
+  - Makefile-ul și testele vor fi cele din aceasta arhiva: {{:programare:teme_2022:miniprocesor.zip|miniprocesor.zip}}
-  <code>
-  make zip
-  </code>
 </note>
 <note warning>
-Nu includeţi fisierele checkerului în arhiva voastră. **Nu folosiţi Makefile.checker** pe post
+Nu includeti fisierele checkerului în arhiva voastră. **Nu folosiți Makefile.checker** pe post
-de Makefile în arhiva voastră: asta va duce la recursivitate infinita pe vmchecker. Puteti sa folosiţi
+de Makefile în arhiva voastra: asta va duce la recursivitate infinita pe vmchecker. Puteți să folosiți
-direct makefile-ul prezent în arhivă (**Makefile, nu Makefile.checker**).
+direct makefile-ul prezent in arhiva (**Makefile, nu Makefile.checker**).
 </note>
 <note warning>
-În cazul în care testele vă trec local, însă pică pe vmchecker cel mai probabil aveţi
+În cazul în care testele vă trec local, însă pică pe vmchecker cel mai probabil aveți
-o sursă de "//undefined behavior in cod//". Pentru a vă asigura că scăpați de aceste probleme,
+o sursă de "//undefined behavior in cod//". Pentru a va asigura ca scapati de aceste probleme,
-compilaţi cu flagul de compilare `-Wall` și rezolvaţi toate warning-urile.
+compilati cu flagul de compilare `-Wall` și rezolvati toate warning-urile.
 </note>
 === Listă depunctări ===
 Lista nu este exhaustivă.
-  * O temă care nu compilează și nu a rulat pe **vmchecker** nu va fi luată în considerare
+  * o temă care nu compilează și nu a rulat pe **vmchecker** nu va fi luată în considerare
-  * O temă care nu rezolvă cerința și trece testele prin alte mijloace nu va fi luată în considerare
+  * o temă care nu rezolvă cerința și trece testele prin alte mijloace nu va fi luată în considerare
-  * **NU acceptăm teme copiate**. În cazul unei teme copiate se scade punctajul aferent temei din punctajul total.
+  * [-1.0]: numele variabilelor nu sunt sugestive
-  * [-20.0]: Nerezolvarea tuturor erorilor și warningurilor de coding style
+  * [-1.0]: linii mai lungi de 80 de caractere
+  * [-5.0]: abordare ineficientă
+  * [-10.0]: variabile globale
+  * [-25.0]: Daca se folosesc vectori pentru stocarea bitilor
+  * [-100.0]: TOT punctajul, în cazul în care se încearcă "obținerea" punctajului pe temă folosind alte metode decât cele normale
+    * în cadrul cursului de programare nu avem ca obiectiv rezolvarea în cel mai eficient mod posibil a programelor; totuși, ne dorim ca abordarea să nu fie una ineficientă, de genul să nu folosiți instrucțiuni repetitive acolo unde clar nu era cazul, etc.
-==== Întrebări ====
-----
-Dacă aveți nelămuriri, puteți să ne contactați pe [[https://curs.upb.ro/2022/mod/forum/view.php?id=90444|forum tema 2]] sau pe canalul [[https://teams.microsoft.com/l/channel/19%3aebc23d84f35d4b8f9b42a1688b229051%40thread.tacv2/Tema%25202?groupId=6105be57-b728-4078-9f4a-00dc43e83e70&tenantId=2d8cc8ba-8dda-4334-9e5c-fac2092e9bac|Tema 2]].
-La orice întrebare vom răspunde în maxim 24 de ore.
-**Nu** se acceptă întrebări în ultimele 24 de ore înainte de deadline.