基本情報技術者 2013年 春期 午後 問12

解答の導き方

• 11行目では、βを右へ$p$ビットずらして、1語目の置換位置に合わせます。
• 12行目では、βを左へ$16-p$ビットずらして、2語目の置換位置に合わせます。
• 13行目と14行目でも同じずらし方をして、それぞれの語に対応するマスクを作ります。

1. 16行目で、マスクの各ビットを反転します。XOR（排他的論理和、Exclusive OR）で全ビットが1の値と比較すると、各ビットが反転します。
2. 17行目で、元の語と反転したマスクをAND（論理積）します。ANDは、両方のビットが1のときだけ結果を1にする処理です。これにより、置換範囲の元のビットを0にし、それ以外のビットは残します。
3. 18行目でβをOR（論理和）します。ORは、どちらか一方でもビットが1なら結果を1にする処理です。置換範囲にβのビットを入れられます。

誤りやすいポイント

• #F000は、常に使うマスクの元の値ではありません。たとえば$q=4$のときに、#8000をシフトした結果です。
• マスクは置換したい範囲を示すため、左端の1を算術右シフトで広げます。論理右シフトでは左端に0が入るため、必要な形のマスクになりません。
• ORだけでは置換できません。βのビットが0でも元の1が残るため、先にANDで置換範囲を0にします。
• 置換範囲が1語目だけに収まるとは限りません。1語目用と2語目用の両方に処理があることを見落とさないようにします。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 行番号14でGR6も変わると思わないようにします。この命令の対象はGR7です。
• GR4は左にずらすのではなく、行番号11で12ビット右にずらします。そのため、#D6C0の下位4ビットに当たる#000Dが残ります。
• 算術右シフトと論理右シフトを混同しないようにします。行番号7の算術右シフトでは左端を1で埋めますが、行番号11や行番号13の論理右シフトでは左端を0で埋めます。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• 行16のANDは、マスクと元の語を組み合わせて、置換える位置の元のビットだけを取り出す処理です。行17のXORで、そのビットを0にします。
• XORは、片方だけが1のときに1になります。置換える位置では、元のビットと同じ値をXORするため、結果は0になります。
• 元の処理と置換え後の処理では、行16だけを比べても同じ結果かどうかは判断できません。行17まで続けて、GR2の値が一致するかを確認します。

FAQ

解答の導き方

• 何語目から置換えを始めるか
• その語の中の何ビット目から始めるか

誤りやすいポイント

• GR7を左にシフトする
  語の移動数を求めるには、$p$ を16で割る必要があります。左シフトではなく、右に4ビットずらすSRLを使います。
• GR2を右にシフトする
  GR2には、後で語内の位置を残す必要があります。GR7にコピーした値から語の移動数を求め、GR2はマスクで下位4ビットを取り出します。
• マスクを=#FFFFにする
  #FFFFでは全ビットが残り、語内の位置だけに絞れません。下位4ビットだけを残す=#000Fを使います。
• GR1に $p$ をそのまま加える
  GR1は語単位のアドレスです。加えるのはビット位置 $p$ ではなく、$p$ を16で割った商です。

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