Betrachten Sie folgendes IJVM-Programm, welches von einer Mic-1 ausgeführt werden soll.

Question

Aufgabe Java-Bytecode:

Gehen Sie bei folgendem Programm davon aus, dass a die erste, b die zweite und i die dritte lokale Variable ist, und betrachten Sie folgendes IJVM-Programm, welches von einer Mic-1 ausgeführt werden soll.

1: ILOAD a
2: ILOAD b
3: ISUB
4: IFLT L1
5: ILOAD a
6: ISTORE i
7: GOTO L2
8: L1: ILOAD b
9: ISTORE i
10: L2:

(a) Beschreiben Sie in ein bis zwei Sätzen, was das Programm macht.

(b) Geben Sie zu den Zeilen 2-7 die Übersetzung in Hexadezimalzahlen an. Die Opcodes der einzelnen IJVM-Instruktionen
finden Sie in den Vorlesungsfolien.

(c) Offensichtlich müssen die Adressen, die zu den Instruktionen der Mikroprogramme zu den unten aufgeführten IJVM-Befehlen gehören, angesprungen werden (z. B. iload1, isub1, isub2, ...). Welches Mikroprogramm muss außerdem noch ausgeführt werden und wieso?

Answer 1

Antwort mit KI erzeugt

Aufgabe (a)

Das gegebene IJVM-Programm vergleicht zwei lokale Variablen \(a\) und \(b\). Wenn \(a < b\), wird der Wert von \(b\) in die dritte lokale Variable \(i\) gespeichert. Andernfalls wird der Wert von \(a\) in \(i\) gespeichert. Das Programm bestimmt somit, welcher der beiden Werte \(a\) oder \(b\) der kleinere ist und speichert diesen Wert in \(i\).

Aufgabe (b)

Um die IJVM-Instruktionen in Hexadezimalzahlen umzuwandeln, müssen die entsprechenden Opcodes bekannt sein. Ohne die spezifischen Opcodes aus den Vorlesungsfolien, basiere ich die Übersetzung auf gängigen Opcodes für IJVM-Instruktionen. Die Opcodes könnten wie folgt aussehen:

- ILOAD (lokal Variable): 1x (wobei x die Nummer der lokalen Variable ist, beginnend mit 0)
- ISUB: 64
- IFLT: 9B (gefolgt von einer Adresse)
- ISTORE (lokale Variable): 3x (wobei x die Nummer der lokalen Variable ist, beginnend mit 0)
- GOTO: A7 (gefolgt von einer Adresse)

Übersetzung der Zeilen 2-7:

2: ILOAD b (angenommen b ist die zweite lokale Variable, also Opcode für ILOAD 1): 15
3: ISUB: 64
4: IFLT L1 (ohne die genaue Adresse von L1 zu kennen, kann ich nicht den spezifischen Wert angeben. Es wird hier als XXYY angedeutet, wobei XXYY die Offset-Adresse wäre): 9BXXYY
5: ILOAD a (angenommen a ist die erste lokale Variable, also Opcode für ILOAD 0): 1A
6: ISTORE i (angenommen i ist die dritte lokale Variable, also Opcode für ISTORE 2): 36
7: GOTO L2 (auch hier kann ohne die genaue Adresse von L2 der spezifische Wert nicht angegeben werden. Angedeutet als ZZWW): A7ZZWW

Bitte beachten Sie, dass die spezifischen Hexadezimalwerte für die Adressen (XXYY und ZZWW) abhängig von der Struktur und Größe des Programms variieren können und ohne diese Details nicht exakt definiert werden können.

Aufgabe (c)

Zusätzlich zu den Mikroprogrammen, die den ausgeführten IJVM-Befehlen (\(iload1\), \(isub1\), \(isub2\), ...) entsprechen, muss das Mikroprogramm für die Verzweigungsinstruktionen (\(iflt\), \(goto\)) und die Speicherinstruktion \(istore\) auch ausgeführt werden.

Das Mikroprogramm für IFLT und GOTO muss ausgeführt werden, um auf die entsprechenden Adressen im Programm springen zu können, basierend auf dem Vergleichsergebnis (für \(IFLT\)) bzw. unbedingt (für \(GOTO\)). Diese Steuerstrukturen erfordern die Auswertung der Programmadressen und eventuelle Sprünge im Kontrollfluss, das heißt, die Mikroprogramme für diese Befehle steuern, wie das Programm weiter ausgeführt wird, basierend auf den gegebenen Bedingungen oder direkten Anweisungen.

Für ISTORE ist es erforderlich, weil nach dem Vergleich und der Entscheidungsfindung durch \(IFLT\), das Ergebnis in eine lokale Variable geschrieben werden muss. Das entsprechende Mikroprogramm sorgt dafür, dass der Wert korrekt im lokalen Variablenspeicher abgelegt wird.