طباعة ورقة عمل الطالب عرض مفتاح الإجابات

مفتاح إجابات المعلّم

البتات والتمثيل

اجمع أربعة أنواع من الأدلة: توقّع الحالة ذات الصلة؛ السلوك عبر حالات متنوعة تشمل الحدود؛ تفسير يستند إلى سجلّ التنفيذ والحالة؛ وتصحيح معلّل لاختلاف واحد. صنّف كل جانب بأنه ناشئ، أو متحقّق بمساعدة، أو مستقل، على الورق أو وفق آلية مدرستك المعتمدة. اجتياز التحدّي دليل على سلوك الآلة، وليس إثباتًا لتأليف الشيفرة أو إتقان شامل. اقبل البرامج الصحيحة المكافئة؛ المفتاح العام نموذج، لا الإجابة الوحيدة الممكنة.

مادة تعليمية متاحة للجميع. الحلول أمثلة؛ قد تجتاز البرامج الصحيحة المكافئة الفحوص الفعلية أيضًا.

22. أقنعة البتات والرايات

اختر بتات محدّدة بـAND واضبطها بـOR.

فتح هذا الدرس →

1. توقّع وتتبّع

قبل تشغيل برنامج التجربة، توقّع مخرجاته وتتبّع أول ثلاث تعليمات تُنفّذ. راقب السجلات أو الرايات أو الذاكرة ذات الصلة حسب الحاجة. ثم نفّذ البرنامج خطوةً خطوة للمقارنة.

LOAD 13
AND 5
PRINT
OR 2
PRINT
HALT

أضف المدخلات إلى الطابور: لا يوجد

هيّئ الذاكرة: جميع البايتات صفر في البداية

إجابات توقّع التجربة

المخرجات: 5, 7

التعليمة	PC قبل	PC بعد	R0 قبل	R0 بعد	الحالة ذات الصلة	المخرجات
LOAD	0	1	0	13	`{"registers":[13,0,0,0,0,0,0,0],"flags":{"zero":false,"negative":false,"overflow":false},"sp":255,"stack":[],"callStack":[],"loopStack":[],"memoryReads":[],"memoryWrites":[]}`	لا يوجد
AND	1	2	13	5	`{"registers":[5,0,0,0,0,0,0,0],"flags":{"zero":false,"negative":false,"overflow":false},"sp":255,"stack":[],"callStack":[],"loopStack":[],"memoryReads":[],"memoryWrites":[]}`	لا يوجد
PRINT	2	3	5	5	`{"registers":[5,0,0,0,0,0,0,0],"flags":{"zero":false,"negative":false,"overflow":false},"sp":255,"stack":[],"callStack":[],"loopStack":[],"memoryReads":[],"memoryWrites":[]}`	5

2. ابنِ وافحص

اقرأ بايتًا من 0 إلى 255. اطبع البتّين 0 و2 فقط كقناع عددي باستخدام AND 5.

أنواع التعليمات المطلوبة: INPUT, AND

مثال لحل التحدّي

INPUT
AND 5
PRINT
HALT

حالات الفاحص الفعلية

الحالة 1

المدخلات: 7
الذاكرة الابتدائية: جميع البايتات صفر في البداية
المخرجات المتوقعة: 5

الحالة 2

المدخلات: 10
الذاكرة الابتدائية: جميع البايتات صفر في البداية
المخرجات المتوقعة: 0

الحالة 3

المدخلات: 20
الذاكرة الابتدائية: جميع البايتات صفر في البداية
المخرجات المتوقعة: 4

الحالة 4

المدخلات: 255
الذاكرة الابتدائية: جميع البايتات صفر في البداية
المخرجات المتوقعة: 5

3. اشرح الآلة

ما الذي يختاره القناع 5؟

ملاحظة الاستدلال والتعليم

يختار العدد الثنائي 00000101 البتّين 0 و2 ويصفّر الآخرين. لا يطرح قيمًا أخرى عدديًا.

23. قلب البتات

استخدم التغيير القابل للعكس في XOR لتحديث إعداد محفوظ.

فتح هذا الدرس →

1. توقّع وتتبّع

LOAD 42
XOR 6
PRINT
XOR 6
PRINT
HALT

أضف المدخلات إلى الطابور: لا يوجد

هيّئ الذاكرة: جميع البايتات صفر في البداية

إجابات توقّع التجربة

المخرجات: 44, 42

التعليمة	PC قبل	PC بعد	R0 قبل	R0 بعد	الحالة ذات الصلة	المخرجات
LOAD	0	1	0	42	`{"registers":[42,0,0,0,0,0,0,0],"flags":{"zero":false,"negative":false,"overflow":false},"sp":255,"stack":[],"callStack":[],"loopStack":[],"memoryReads":[],"memoryWrites":[]}`	لا يوجد
XOR	1	2	42	44	`{"registers":[44,0,0,0,0,0,0,0],"flags":{"zero":false,"negative":false,"overflow":false},"sp":255,"stack":[],"callStack":[],"loopStack":[],"memoryReads":[],"memoryWrites":[]}`	لا يوجد
PRINT	2	3	44	44	`{"registers":[44,0,0,0,0,0,0,0],"flags":{"zero":false,"negative":false,"overflow":false},"sp":255,"stack":[],"callStack":[],"loopStack":[],"memoryReads":[],"memoryWrites":[]}`	44

2. ابنِ وافحص

اقرأ بايتًا واحدًا. اقلب البتّين 1 و2، وخزّن البايت المقلوب في العنوان 20، واطبعه بعد قراءته من الذاكرة. اقلب البتّين مجددًا، واحفظ البايت المستعاد في العنوان 20، واطبع القيمة المستعادة.

أنواع التعليمات المطلوبة: INPUT, XOR, STORE, LOAD

مثال لحل التحدّي

INPUT
XOR 6
STORE 20
LOAD [20]
PRINT
XOR 6
STORE 20
LOAD [20]
PRINT
HALT

حالات الفاحص الفعلية

الحالة 1

المدخلات: 0
الذاكرة الابتدائية: جميع البايتات صفر في البداية
المخرجات المتوقعة: 6, 0
الذاكرة النهائية المتوقعة: 20: 0
قراءات الذاكرة المطلوبة: 20

الحالة 2

المدخلات: 42
الذاكرة الابتدائية: جميع البايتات صفر في البداية
المخرجات المتوقعة: 44, 42
الذاكرة النهائية المتوقعة: 20: 42
قراءات الذاكرة المطلوبة: 20

الحالة 3

المدخلات: 255
الذاكرة الابتدائية: جميع البايتات صفر في البداية
المخرجات المتوقعة: 249, 255
الذاكرة النهائية المتوقعة: 20: 255
قراءات الذاكرة المطلوبة: 20

3. اشرح الآلة

ماذا يحدث بعد تطبيق قناع XOR نفسه مرتين؟

ملاحظة الاستدلال والتعليم

تعود القيمة الأصلية: ‏42 XOR 6=44 ثم 44 XOR 6=42.

24. البتات الموقّعة والقيمة الأكبر

افهم NOT واختبر إشارة فرق باستخدام قناع الإشارة.

فتح هذا الدرس →

1. توقّع وتتبّع

LOAD 255
NOT
PRINT
NOT
PRINT
HALT

أضف المدخلات إلى الطابور: لا يوجد

هيّئ الذاكرة: جميع البايتات صفر في البداية

إجابات توقّع التجربة

المخرجات: -256, 255

التعليمة	PC قبل	PC بعد	R0 قبل	R0 بعد	الحالة ذات الصلة	المخرجات
LOAD	0	1	0	255	`{"registers":[255,0,0,0,0,0,0,0],"flags":{"zero":false,"negative":false,"overflow":false},"sp":255,"stack":[],"callStack":[],"loopStack":[],"memoryReads":[],"memoryWrites":[]}`	لا يوجد
NOT	1	2	255	-256	`{"registers":[-256,0,0,0,0,0,0,0],"flags":{"zero":false,"negative":true,"overflow":false},"sp":255,"stack":[],"callStack":[],"loopStack":[],"memoryReads":[],"memoryWrites":[]}`	لا يوجد
PRINT	2	3	-256	-256	`{"registers":[-256,0,0,0,0,0,0,0],"flags":{"zero":false,"negative":true,"overflow":false},"sp":255,"stack":[],"callStack":[],"loopStack":[],"memoryReads":[],"memoryWrites":[]}`	-256

2. ابنِ وافحص

اقرأ عددين صحيحين، كل منهما بين −10,000 و10,000، واطبع الأكبر. استخدم الطرح وقناع إشارة العدد الموقّع ذي 32 بت.

أنواع التعليمات المطلوبة: INPUT, SUB, AND, JUMP_IF_ZERO

مثال لحل التحدّي

INPUT
COPY R0 R1
INPUT
COPY R0 R2
LOAD R1
SUB R2
AND -2147483648
JUMP_IF_ZERO first
LOAD R2
JUMP show
first: LOAD R1
show: PRINT
HALT

حالات الفاحص الفعلية

الحالة 1

المدخلات: 5, 9
الذاكرة الابتدائية: جميع البايتات صفر في البداية
المخرجات المتوقعة: 9

الحالة 2

المدخلات: 9, 5
الذاكرة الابتدائية: جميع البايتات صفر في البداية
المخرجات المتوقعة: 9

الحالة 3

المدخلات: 7, 7
الذاكرة الابتدائية: جميع البايتات صفر في البداية
المخرجات المتوقعة: 7

الحالة 4

المدخلات: -3, 2
الذاكرة الابتدائية: جميع البايتات صفر في البداية
المخرجات المتوقعة: 2

الحالة 5

المدخلات: -8, -2
الذاكرة الابتدائية: جميع البايتات صفر في البداية
المخرجات المتوقعة: -2

3. اشرح الآلة

لماذا تساوي NOT 255 القيمة −256 بدل 0؟

ملاحظة الاستدلال والتعليم

تعكس NOT كل البتات الـ32 الموقّعة. يحتاج عكس بايت فقط إلى قناع إضافي 255.