基本情報技術者 2019年 春期 午後 問12

解答の導き方

1. ビット位置を、相対アドレスとビットインデックスに分けます
   プログラムでは、まずGR3にビット位置を読み込み、GR2にも同じ値を入れています。ビット領域の1語は16ビットなので、ビット位置を16で割った商が相対アドレス、余りがビットインデックスになります。
   例えば、図1のビット位置44は、$44÷16=2$ 余り12です。つまり、相対アドレスは2、ビットインデックスは12です。
   GR2を4ビット右へ論理シフトすると、16で割った商になります。論理シフトとは、ビット列を左右にずらし、空いた位置に0を入れる操作です。一方、GR3に「#000F」との論理積を取ると、下位4ビットだけが残り、16で割った余りになります。
   したがって、aにはGR2を4ビット右へずらす「SRL GR2,4」が入ります。解答群ではオです。
2. 現在の語で操作するビット数を求めます
   GR3は現在の語の中での開始位置、GR4は残りのビット長です。プログラムはGR3とGR4を足し、その合計が16未満なら対象ビット列が語の境界を越えないと判断します。16以上なら、現在の語の末尾までを処理します。
   GR5にはまず16が入ります。開始位置が0でなければ、現在の語の末尾までのビット数は「16 − ビットインデックス」です。そこでGR5からGR3を引きます。bは「SUBL GR5,GR3」となり、解答群ではオです。
   この後、GR4からGR5を引きます。これにより、処理した分だけ残りのビット長が減ります。GR3は0にされるので、次の語ではその先頭から処理できます。
3. 現在の語の対象ビットを1にするマスクを作ります
   GR5が操作するビット数です。1をGR5ビット左へずらしてから1を引くと、下位側にGR5個の1が並ぶマスクになります。例えば、GR5が4なら、マスクは「#000F」です。
   ビットインデックスは語の最上位ビットを0として数えます。そのため、開始位置が12なら、語の末尾までの4ビットは語の下位4ビットに当たります。このマスクをSETOPに渡すと、対象の4ビットを1にできます。
   開始位置が0の場合は、語全体の16ビットを操作します。このときGR5は16のままで、マスクは語全体が1になります。
4. 残りのビットがなければ終了します
   語の境界までの処理を終えた後、GR4には未処理のビット長が残ります。「LD GR4,GR4」は値を変えずに、GR4が0かどうかを判定するための処理です。
   GR4が0なら、追加で操作するビットはありません。そこでcには、GR4が0のときFINへ進む「JZE FIN」が入ります。解答群ではオです。
5. 最後に残ったビットの位置にマスクを合わせます
   GR4が0でなければ、残りのビットは現在の語の中に収まっています。まず、GR4個の1が下位側に並ぶマスクを作ります。
   このマスクを対象の位置に合わせるには、左へずらすビット数を求めます。GR5には「16 − GR3」が入るので、そこから残りのビット長GR4を引くと、マスクのシフト量は
   $16-GR3-GR4$
   となります。したがって、dには「SUBL GR5,GR4」が入り、解答群ではカです。
   例えば、ビット位置44、ビット長24の場合は、相対アドレス2のビットインデックス12から始まります。最初の語では末尾までの4ビットを操作し、次の語では16ビット全体を操作します。残りの4ビットは相対アドレス4の先頭にあるため、マスクを12ビット左へずらして位置を合わせます。

誤りやすいポイント

• ビット位置を16で割った商が相対アドレス、余りがビットインデックスです。4ビット右シフトで商を求め、下位4ビットを残して余りを求めます。
• ビットインデックスは最上位ビットから数えます。そのため、語の末尾側のビットを操作するマスクは、下位側に並びます。
• bとdはどちらも減算ですが、目的が異なります。bは語の末尾までに操作するビット数を求め、dは最後のマスクを左へずらす量を求めます。
• GR4が0のときは、残りのビットがありません。追加のマスクを作らず、FINへ進みます。

FAQ

解答の導き方

誤りやすいポイント

• プログラム1の入口名と、ビット操作を行う副プログラムの名前を混同しないようにします。 プログラム1は位置計算などを行う共通処理なので、入口名をBITSOPに変更します。
• SETOPを呼び出す箇所は2か所あります。 行番号24だけでなく、行番号38のCALL命令も変更しないと、処理するビット列の一部で指定した副プログラムが使われません。
• GR7に設定するのは、呼び出す副プログラムのアドレスです。 GR5はプログラム1で操作するビット数に使われるため、呼出し先を指定するレジスタには使いません。
• 0,GR7はGR7を使って呼び出し先を切り替える指定です。 ここをSETOPなどの固定名にすると、BITSOFFから呼び出した場合にもSETOPが実行されてしまいます。

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