Unterschiede

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--- gf_informatik:computerarchitektur_sca:aufgaben_d [2023-08-24 21:59] – [Aufgabe D3: Maximum] sca
+++ gf_informatik:computerarchitektur_sca:aufgaben_d [2023-09-25 07:24] (aktuell) – [Lösungen] sca
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 **Ziel:** einen Countdown ($10$ bis $0$) mit dem LMC programmieren.
-) Programmiere zuerst den Countdown mit Python mit einer *while-*Schleife. Es sollen also einfach der Reihe nach die Zahlen von $10$ bis $0$ ausgegeben werden.
+Dokumentiere die Aufgabe auf OneNote. Mache dazu eine neue Seite.
+) Programmiere zuerst den Countdown mit Python mit einer *while-*Schleife. Es sollen also einfach der Reihe nach die Zahlen von $10$ bis $0$ ausgegeben werden. Füge den Code als Screenshot in die Dokumentation ein.
 ++++Lösungen|
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 ++++
-) Mache einen Plan, wie du das mit dem LMC umsetzen willst. Welchen der drei Branch-Befehle verwendest du?
+) *Notiere* in deiner Dokumentation: Mache einen Plan, wie du das mit dem LMC umsetzen willst. Welchen der drei Branch-Befehle verwendest du?
 ++++Lösungen|
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 ) Programmiere den Countdown mit LMC. Der Output soll also sein:
 {{ :gf_informatik:computerarchitektur_sca:lmc_countdown_output.png?nolink&100 |}}
+Screenshot in Dokumentation einfügen.
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 Im RAM wird dann direkt nach dem `000` von `HLT` der Wert $5$ gespeichert. Auf die Adresse von Wert $5$ kann man dann über den angegebenen Namen, also hier `FIVE` zugreifen, z.B. `ADD FIVE`.
-Passe deinen Countdown-Code an, indem du die beiden benötigten Werten (Startwert & Schrittweite) auf diese Weise speicherst und verwendest.
+Passe deinen Countdown-Code an, indem du die beiden benötigten Werten (Startwert & Schrittweite) auf diese Weise speicherst und verwendest. Screenshot in Dokumentation einfügen.
 ++++Lösung|
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 Kennzeichne eine Zeile Code, du der du springen möchtest, mit einem Keyword, z.B. wird Zeile 1 im Code hier von `OUT` zu `LOOP OUT`. Mit `<Befehl> LOOP` können wir nun jederzeit zu dieser Zeile Code springen, auch wenn sich ihre Position verschiebt. Anstelle von `LOOP` kann man natürlich jedes beliebige Wort verwenden.
-Implementiere dies in deinem Code.
+Implementiere dies in deinem Code. Screenshot in Dokumentation einfügen.
 ++++Lösung|
 <code>
-        LDA TEN
+        LDA START // Lade Startwert in Akk.
 LOOP    OUT
         SUB ONE
-        BRP LOOP
+        BRP LOOP // Falls Akk. > 0, Countdown also noch nicht fertig springe nach oben (zu LOOP)
         HLT
 ONE     DAT 1
-TEN     DAT 10
+START   DAT 10
 </code>
-++++
+Der grosse Unterschied in der Logik zwischen dem Python- und Assemblercode ist:
-==== Aufgabe D2: Multiplikation ====
+   * Python: Zuerst wird Bedingung (`x >= 0`) überprüft und erst *nachher* wird der Codeblock (`print(x), x = x - 1`) ausgeführt.
+   * Assemblercode: Genau anders herum. Zuerst wird Codeblock (`OUT, SUB ONE`) ausgeführt und erst nachher wird die Bedingung (Akkumulator $\geq 0$) überprüft und gegebenenfalls nach oben gesprungen.
-**Ziel:** Die Benutzerin soll nacheinander zwei Zahlen eingeben. Diese werden dann multipliziert. Das Resultat wird ausgegeben und gespeichert.
+Man kann seinen Assemblercode aber auch so schreiben, dass er näher an der Logik des Python-Codes ist. Allerdings wird er dann etwas komplizierter:
+<code>
+        LDA START
+JMP     BRP LOOP // springe zum Codeblock des Loops
+        BRA END // springe zum Ende, falls Loop fertig (Ziel erreicht)
+LOOP    OUT // Anfang Codeblock des Loops
+        SUB ONE
+        BRA JMP // Ende des Codeblocks, springe zur Überprüfung der Bedingung
+END     HLT // Beende Programm
+START   DAT 10
+ONE     DAT 1
+</code>
-) Programmiere das Programm zuerst mit Python. Dabei dürfen nur die mathematischen Operationen $+$ und $-$ verwendet werden.
+Eine weitere Lösung:
+<code>
+        LDA START
+LOOP    OUT
+        BRZ END
+        SUB ONE
+        BRA LOOP
+END     HLT
+START   DAT 10
+ONE     DAT 1
+</code>
-) Mache einen Plan: Wie kannst du das Programm mit dem LMC schreiben?
+++++
-) Implementiere es mit dem LMC.
+==== Aufgabe D2: Maximum ====
-==== Aufgabe D3: Maximum ====
+**Ziel:** Die Benutzerin soll nacheinander zwei Zahlen eingeben. Es soll dann die grössere der beiden Zahlen ermittelt und ausgegeben werden.
-Die Benutzerin soll nacheinander zwei Zahlen eingeben. Es soll dann die grössere der beiden Zahlen ermittelt und ausgegeben werden.
+) Programmiere das Programm zuerst mit Python. Verwende dazu eine if-else-Verzweigung.
-===== Lösungen =====
+++++Lösung|
-<nodisp 2>
+<code python>
-++++Lösungen|
+a = input()
+b = input()
-== Multiplikation ==
+if b > a:
+    print(b)
+else:
+    print(a)
+</code>
+Alternativ (besser für LMC)
 <code python>
 a = input()
 b = input()
-r = 0 # result
-while a > 0:
+if b - a > 0:
-    r = r + b
+    print(b)
-    a = a - 1
+else:
+    print(a)
+</code>
-print(r)
+++++
+) Mache einen Plan: Wie kannst du das Programm mit dem LMC schreiben?
+) Implementiere es mit dem LMC.
+==== Aufgabe D3: 3er-Reihe ====
+**Ziel:** Der Benutzer soll eine Zahl $n$ eingeben. Es werden dann die ersten $n$ Zahlen der 3-er Reihe ausgegeben: $3,6,9,\ldots$.
+) Programmiere das Programm zuerst mit Python. Dabei dürfen nur die mathematischen Operationen $+$ und $-$ verwendet werden.
+++++Lösung|
+<code python>
+n = input()
+x = 3
+while n > 0:
+    print(x)
+    x = x + 3
+    n = n - 1
 </code>
+++++
+) Mache einen Plan: Wie kannst du das Programm mit dem LMC schreiben?
+) Implementiere es mit dem LMC.
+===== Lösungen =====
+<nodisp 1>
+++++Lösungen|
+== Maximum ==
 <code>
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         INP
         STO B
-JUP     LDA A
+        SUB A
-        BRZ FINE
+        BRP ELSE
-        SUB ONE
+        LDA A
-        STA A
-        LDA R
-        ADD B
-        STA R
-        BRA JUP
-FINE    LDA R
         OUT
         HLT
-ONE     DAT 1
+ELSE    LDA B
+        OUT
+        HLT
 A       DAT 0
 B       DAT 0
-R       DAT 0
 </code>
+== 3er-Reihe ==
+<code>
+        INP
+        STO N
+LOOP    LDA N
+        BRZ END // jump to end if N=0
+        SUB ONE
+        STO N
+        LDA X
+        OUT
+        ADD STEP
+        STO X
+        BRA LOOP
+END     HLT
+N       DAT 0
+X       DAT 3
+STEP    DAT 3
+ONE     DAT 1
+</code>
 ++++
 </nodisp>