IT分野の担当教員の山口あかねです。
帰ってきたブログのおねーさまです。先日行われた情報処理試験のCASLの解説を書きたいと思います。
IT分野では、私たちの生活の身近なところで日々使われているコンピュータシステムやＷｅｂアプリケーションを設計し、開発する勉強を日々行っています。
卒業生はシステムエンジニアやＷｅｂエンジニアなどとして就職をしています。もちろん国家資格の取得にも力を入れているので、資格を取りたい人には最適な分野です。
平成29年度秋期午後問12の解説
平成２９年秋基本情報午後問１２の解説です。過去に出題されたビット処理の問題の改題です。
解法のポイントは、ビット処理に必要なマスクデータ作成の基本がわかっていること！です。
各レジスタに何が入っているのかをしっかりトレースしていくことができれば解くことができる問題です。
とにかくレジスタに入っているものをしっかり書いていきましょう。
過去問題でもよくあるように設問２や３あたりで例のデータが与えられているのでそれを使って考えます。
設問１の空欄補充を考えつつあとの設問の問題も考えられる一石二鳥方式です。
３２ビットのビット列の中から指定されたビットパターンを検索する、という問題です。
問題文には下記のような図で説明されていますが
検索するビット列は１ビッド以上１６ビット以下のため、実際のメモリ上では下記のような状態になっています。
設問１の空欄補充問題の考え方です。
検索方法は、１語目（Ａ＋０番地の記憶内容）の左端（黄色の部分）に照合するビット列を持ってきて検索ビット列と一致しているかどうかを判定していきます。
判定方法は照合する位置にあるビットを取り出し、（ＧＲ２）番地に入っている検索用ビットとＸＯＲをします。同じであれば消去されてすべて０になりますが。違うビットがまざっていれば０以外の数値になります。これが１２行目～１５行目で行われています。
１２ ＬＰ ＬＤ ＧＲ７，ＧＲ４
;Ａ＋０番地の記憶内容をＧＲ７へ
１３ ＡＮＤ ＧＲ７，ＧＲ６
;Ａ＋０番地から照合するビットを取り出す
１４ （ ａ ）
；照合
１５ ＪＺＥ ＦＯＵＮＤ
；オール０になっていれば一致
照合するためにはＸＯＲをするので空欄a は オ の ＸＯＲ ＧＲ７，ＧＲ２ です。
ビット照合にはＸＯＲという知識があれば、解答群にＸＯＲは一つですので、すぐに解答が選べます。
見つからない場合は、検索するビットが順番に１語目の左端の位置に来るように１ビットずつ左シフトをして次の候補と照合をして行きます。その時に注意するべき点は、「１語目の最終ビットは２語目の先頭ビットがやってくる」、ということです。
２語目の先頭ビットが０であればただシフトをするだけでかまいません。
２語目の先頭ビットが１の場合は、１語目の最終ビットに１をＯＲしてやる必要があります。２語目を１ビット左シフトをして１がシフトアウトされた場合には１語目の右端のビットに１をＯＲしなければなりません。
１８ ＳＬＬ ＧＲ４，１
;Ａ＋０番地の記憶内容を１ビット左へ
１９ ＳＬＬ ＧＲ５，１
;Ａ＋１番地の記憶内容を１ビット左へ
２０ （ ｂ ）
；オーバーフローが起きればＮＥＸＴへ
２１ ＪＵＭＰ ＬＰ
；オーバーフローが起きなければＬＰへ戻る
１８行目～２１行目でこの判断をしますので、ｂの空欄は、エ の ＪＯＶ ＮＥＸＴ となります。
設問２はマスクデータ作成方法についてです。
マスクデータの作成方法は、よく知られているものに２つの方法があります。
- その１
＃ＦＦＦＦのデータをシフトして作成をする方法
- その２
＃８０００のデータをＳＲＡで右シフトをして作成をする方法
今回のプログラム１ではその１の方法が使われているので、それをその２の方法に書き換えようという問題です。ここまでわかっていれば、解答群からＧＲ６をＳＲＡしているものを選べばよいのですが、ウとエのどちらかになります。ウとエの違いはシフトビット数です。
ウ ＳＲＡ ＧＲ６，－１，ＧＲ３
エ ＳＲＡ ＧＲ６，０，ＧＲ３
＃８０００のデータをコピーをして１のビット数を増やす、という考え方なので、もともと１が一つあるので、コピーをする数は最終的に必要なビット数から１を引かなければなりません。ですので、ウが正解となります。
設問３
プログラム２を設問４のデータ例でトレースをして考えます。同時に設問４の解答も考えられます。
メモリのデータの状態下記のようになります。
各レジスタは次のように変化していきます。
３行目で設問１で完成をさせた ＢＳＲＨを呼び出した後、ＧＲ０には１４が設定されて戻ってくる。
１１行目のＳＵＢＡ ＧＲ３，ＧＲ２ で １６－Ｐが計算される。その計算結果が０または負の数値になれば、検索で見つかったビット列は２語目にだけ存在していることになる。パターン３であったということになる。この場合、ＯＮＬ２にジャンプする。
また、１４行目の ＣＰＡ ＧＲ３，ＧＲ７ で１６－Ｐとｎの比較が行われているが、１６－Ｐがｎより小さい場合は検索で見つかったビット列は２語にまたがるパターン１であったということになる。この場合は、ＮＥＸＴにジャンプする。
ｎより大きい場合は、１語目にだけ存在していることになる。パターン２であったということになる。この場合、ＯＮＬ１にジャンプする。
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パターン１
検索で見つかったビット列が ２語にまたがっている時 |
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パターン２
検索で見つかったビット列が 上の１語の中だけにある時 |
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パターン３
検索で見つかったビット列が 下の１語の中だけにある時 |
トレースをして各レジスタの変化状況を表で表すと上記のようになる。
空欄ｄは４０行目で、置き換えデータ作成完了となるところが空欄になっているので、Ａ＋０番地の置き換え場所が
０クリアされたデータと置き換えデータをＯＲする命令が入る必要がある。答えは、イ の ＯＲ ＧＲ２，ＧＲ４となる。
空欄ｃは２語目だけで置き換えが完了する時の処理になる。２語目だけで置き換えが起こると判明するのは、１１行目のＧＲ３からＧＲ２を引き算をした結果からとなる。２語目だけで置き換えとなるのは、引き算の結果が負の場合になる。そのため２語目の置き換えられるビット数を求めるためにはＧＲ３の値を絶対値にしなければならない。
絶対値を求める方法は、下記の２通りがある。
★その１ ビットを反転して１加算する
ＸＯＲ ＧＲ３，＝＃ＦＦＦＦ
ＡＤＤＡ ＧＲ３，＝１
★その２ ０にしたところから負の数を減算する
ＬＤ ＧＲ２，＝０
ＳＵＢＡ ＧＲ２，ＧＲ３
今回は空欄の次の命令からその２の方法と考えられるので、空欄ｃには、 イ ＬＤ ＧＲ２，＝０ が入る。
設問４
設問３でトレースとした結果、２３行目の命令実行後には、マスクデータを入れ替えビット列の場所まで移動をした値が入っていることになる。
具体的には、下記の通り。２３行目の命令を実行する前にはＧＲ６の内容は下記のようになっている。
それを ＳＬＬ ＧＲ６，０，ＧＲ３を実行すると（左へ２ビットシフト）下記のようになる。
そのため解答は オ の ＃Ｅ０００ となる。
2017年（平成29年度）秋期の解説
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