lab-rv32i-freertos-heap-models/json/card_source.json

{
  "$schema": "../../../tools/card-layouts/schemas/card-source.schema.json",
  "schema": "esc-card-source.v1",
  "card": {
    "id": "mpabi-freertos-cpp-05-heap-models",
    "series": "freertos-cpp",
    "series_title": "FreeRTOS C++",
    "number": "05",
    "count": "16",
    "slug": "heap-models",
    "title": "Most C++ do heapu, modele i HeapStats",
    "topic": "heap_1--heap_5, komplet new/delete, fragmentacja, koalescencja i watermark",
    "project": "Freestanding C++ nad FreeRTOS",
    "subject": "Informatyka",
    "level": "Rok 2 · L04 · RV32I/Hazard3",
    "revision_date": "2026-07-19T00:00:00+02:00",
    "status": "Gotowa",
    "version": "v00.01",
    "uuid": "c456b505-dc5c-4894-b832-bb4c5afd0feb",
    "author": "M. Pabiszczak",
    "year": "2026"
  },
  "generated": {
    "tex": "doc/generated/main.tex",
    "html": "web/index.html",
    "html_css": "web/style.css",
    "html_tree_inspector": false,
    "react_app": true
  },
  "template": "templates/karta-klasyczna.json",
  "title_block": {
    "category": "KARTA PRACY · INFORMATYKA",
    "prepared_by": "M. Pabiszczak",
    "prepared_on": "2026-07-19T00:00:00+02:00",
    "title": "Most C++ do heapu, modele i HeapStats",
    "repository_url": "https://zsl-gitea.mpabi.pl/edu-freertos-cpp/lab-rv32i-freertos-heap-models",
    "revision": "v00.01",
    "issued_on": "2026-07-19T00:00:00+02:00",
    "series": "FREERTOS-CPP-05",
    "document_type": "karta pracy",
    "tool": "card-layouts",
    "show_qr": false,
    "show_repository_qr": false,
    "height_cm": 2.6,
    "repeat_on_every_page": true,
    "replace_front_matter": true,
    "url": "https://dce7fb9d-7b2f-5d49-96a2-3a30d3070b84.mpabi.pl/c456b505-dc5c-4894-b832-bb4c5afd0feb"
  },
  "front_page_scope": {
    "title": "Cel karty",
    "content_tex": "Uczeń wybiera model heapu, śledzi kompletny most C++ i dowodzi na Hazard3, że suma wolnych bajtów nie gwarantuje jednego wystarczająco dużego bloku.",
    "scope_title": "Zakres karty",
    "scope_content_tex": "Eksperyment linkuje wyłącznie prawdziwy \\texttt{heap\\_4.c}. \\texttt{HeapStats} i \\texttt{HeapWatermark} są tylko-odczytowymi wartościami; runtime-selected resource oraz typed allocator należą do K06."
  },
  "side_margin_tree_layout": {
    "columns": [
      {
        "id": "zawodowe",
        "label": "TECH",
        "side": "left",
        "tree": "WE -> EK -> KW",
        "description": "Dowód z heap_4, ELF i Hazard3."
      },
      {
        "id": "ogolne",
        "label": "OG",
        "side": "right",
        "tree": "WE -> EN -> KW",
        "description": "Dobór polityki i interpretacja metryk."
      }
    ]
  },
  "learning_effects": {
    "K05.EN01": {
      "bloom_level": "Analiza",
      "label": "Polityka i metryki",
      "text": "Uczeń dobiera heap_1--heap_5 oraz odróżnia current free, largest free block i minimum-ever.",
      "assessment_criteria": [
        "K05.KW01"
      ]
    },
    "K05.EK01": {
      "bloom_level": "Zastosowanie",
      "label": "Fragmentacja i most ABI",
      "text": "Uczeń wykazuje komplet new/delete i odtwarza failure, koalescencję, retry oraz historyczny watermark.",
      "assessment_criteria": [
        "K05.KW01"
      ]
    }
  },
  "assessment_criteria": {
    "K05.KW01": {
      "text": "Program kończy się PASS; largest < request < total; pierwsza próba zawodzi bez zwiększenia success count; po koalescencji identyczna próba działa; current wraca do baseline, a minimum-ever zachowuje historię.",
      "learning_effects": [
        "K05.EN01",
        "K05.EK01"
      ]
    }
  },
  "educational_requirements": {
    "K05.WE01": {
      "text": "Dobranie i zbadanie polityki dynamicznej pamięci FreeRTOS dla C++.",
      "label": "Modele heapu i dowód fragmentacji",
      "learning_effects": [
        "K05.EN01",
        "K05.EK01"
      ],
      "learning_tree": {
        "schema": "we-learning-tree.v1",
        "policy": "Każdy wniosek o pojemności wskazuje total, largest i stan bloków; każdy operator ma symbol ABI.",
        "ogolne": [
          {
            "effect_ref": "K05.EN01",
            "display": "EN LOCAL MEM.POLICY.01",
            "source": "LOCAL",
            "official": "MEM.POLICY",
            "local": "01",
            "kind": "EN",
            "tree_id": "K05.WE01.OG.LOCAL.MEM.POLICY.01",
            "text": "Dobiera model i interpretuje current, largest oraz minimum-ever.",
            "kw": [
              {
                "criterion_ref": "K05.KW01",
                "display": "KW LOCAL MEM.POLICY.01",
                "source": "LOCAL",
                "kind": "KW",
                "official": "MEM.POLICY",
                "local": "01",
                "text": "Uzasadnia heap_1, heap_4 i heap_5 dla trzech scenariuszy oraz nie myli total z largest."
              }
            ]
          }
        ],
        "zawodowe": [
          {
            "effect_ref": "K05.EK01",
            "display": "EK LOCAL DBG.HEAP.01",
            "source": "LOCAL",
            "official": "DBG.HEAP",
            "local": "01",
            "kind": "EK",
            "tree_id": "K05.WE01.TECH.LOCAL.DBG.HEAP.01",
            "text": "Koreluje adresy, statystyki, nagłówki bloków i symbole new/delete.",
            "kw": [
              {
                "criterion_ref": "K05.KW01",
                "display": "KW LOCAL DBG.HEAP.01",
                "source": "LOCAL",
                "kind": "KW",
                "official": "DBG.HEAP",
                "local": "01",
                "text": "Pokazuje failure, koalescencję, retry, 3/3/0 i historyczne minimum-ever."
              }
            ]
          }
        ]
      }
    }
  },
  "sections": [
    {
      "title": "Wybór heap_1--heap_5",
      "content_kind": "prose",
      "content_tex": "Porównaj możliwość free, koalescencję oraz źródło/regiony pamięci. Wybierz heap dla startup-only, jednej areny z delete i dwóch rozłącznych banków RAM.",
      "educational_requirement_refs": [
        "K05.WE01"
      ],
      "learning_effect_refs": [
        "K05.EN01"
      ],
      "assessment_criterion_refs": [
        "K05.KW01"
      ],
      "area_tree_refs": [
        "K05.WE01.OG.LOCAL.MEM.POLICY.01"
      ],
      "steps": [
        {
          "id": "S01",
          "title": "Uzasadnij heap_1, heap_4 i heap_5 dla trzech wdrożeń.",
          "tree_refs": [
            "K05.WE01.OG.LOCAL.MEM.POLICY.01"
          ]
        },
        {
          "id": "S02",
          "title": "Wyjaśnij zależność heap_3 od libc i linkera.",
          "tree_refs": [
            "K05.WE01.OG.LOCAL.MEM.POLICY.01"
          ]
        }
      ]
    },
    {
      "title": "Kompletny most C++",
      "content_kind": "prose",
      "content_tex": "Odszukaj scalar/array new oraz sized/unsized scalar/array delete. Zwykłe new jest fail-fast; raw pvPortMalloc pozostaje fallible.",
      "educational_requirement_refs": [
        "K05.WE01"
      ],
      "learning_effect_refs": [
        "K05.EK01"
      ],
      "assessment_criterion_refs": [
        "K05.KW01"
      ],
      "area_tree_refs": [
        "K05.WE01.TECH.LOCAL.DBG.HEAP.01"
      ],
      "steps": [
        {
          "id": "S03",
          "title": "Potwierdź sześć symboli alokacji/dealokacji w ELF.",
          "tree_refs": [
            "K05.WE01.TECH.LOCAL.DBG.HEAP.01"
          ]
        },
        {
          "id": "S04",
          "title": "Rozdziel fail-fast new od kontrolowanego raw probe.",
          "tree_refs": [
            "K05.WE01.TECH.LOCAL.DBG.HEAP.01"
          ]
        }
      ]
    },
    {
      "title": "Fragmentacja, koalescencja i retry",
      "content_kind": "prose",
      "content_tex": "Zwolnij A i C wokół żywego B. Udowodnij largest < request < total oraz failure. Zwolnij B i ponów identyczne żądanie po koalescencji.",
      "educational_requirement_refs": [
        "K05.WE01"
      ],
      "learning_effect_refs": [
        "K05.EK01"
      ],
      "assessment_criterion_refs": [
        "K05.KW01"
      ],
      "area_tree_refs": [
        "K05.WE01.TECH.LOCAL.DBG.HEAP.01"
      ],
      "steps": [
        {
          "id": "S05",
          "title": "Zapisz dwa free blocks oraz relację request między largest i total.",
          "tree_refs": [
            "K05.WE01.TECH.LOCAL.DBG.HEAP.01"
          ]
        },
        {
          "id": "S06",
          "title": "Pokaż jeden blok po free B i udany retry.",
          "tree_refs": [
            "K05.WE01.TECH.LOCAL.DBG.HEAP.01"
          ]
        }
      ]
    },
    {
      "title": "Watermark zachowuje historię",
      "content_kind": "prose",
      "content_tex": "Po finalnym free current wraca do baseline, ale minimum-ever pozostaje historycznym minimum. Wylicz peak = baseline - minimum-ever.",
      "educational_requirement_refs": [
        "K05.WE01"
      ],
      "learning_effect_refs": [
        "K05.EN01"
      ],
      "assessment_criterion_refs": [
        "K05.KW01"
      ],
      "area_tree_refs": [
        "K05.WE01.OG.LOCAL.MEM.POLICY.01"
      ],
      "steps": [
        {
          "id": "S07",
          "title": "Porównaj final current z minimum-ever i wylicz peak.",
          "tree_refs": [
            "K05.WE01.OG.LOCAL.MEM.POLICY.01"
          ]
        }
      ]
    }
  ],
  "tasks": {
    "task01": {
      "title": "Fragmentacja, koalescencja i historyczny watermark",
      "uuid": "c456b505-dc5c-4894-b832-bb4c5afd0feb",
      "prompt_tex": "Wybierz model heapu, sprawdź most ABI, a następnie odtwórz siedem checkpointów i udowodnij failure mimo wystarczającej sumy free, udany retry po koalescencji oraz zachowanie minimum-ever.",
      "criterion": "Sześć symboli; largest < request < total; failure bez success increment; jeden blok po free B; retry działa; 3/3/0; current=baseline; minimum-ever<current; pass=1.",
      "educational_requirement_refs": [
        "K05.WE01"
      ],
      "learning_effect_refs": [
        "K05.EN01",
        "K05.EK01"
      ],
      "assessment_criterion_ref": "K05.KW01",
      "links": {
        "equations": [],
        "figures": []
      }
    }
  },
  "tasks_order": [
    "task01"
  ]
}