上海大学硕士研究生入学试题1Word下载.docx

1、 15、通常控制器的设计可分为 微程序设计 和 组合逻辑设计 二大类，相对应的控制结构有 存储逻辑 和 布线逻辑 ，前者采用的核心器件是 控制存储器 ，后者采用的核心器件是 组合逻辑电路 。 二、综合题：共60分 1、两个浮点规格化数相乘，是否可能需要右规？为什么？是否可能需要左规？其规格化次数可否确定？（6分） 答：不可能需要右规，可能需要左规，因为规格化的尾数是纯小数，两个纯小数相乘不会得到整数，但会变得更小，左规最多只需一次。2、某机16位字长指令格式如下：（10分） 其中：D为形式地址，补码表示（包括一位符号位） M为寻址模式： M=0 立即寻址 M=1 直接寻址 M=2 间接寻址 M

2、=3 变址寻址 M=4 相对寻址 问：（1）该指令格式能定义多少种不同的操作？立即寻址操作数的范围是多少？因为指令的操作码为5位，所以能定义 25 = 32 种不同的操作。 因为形式地址为8位，所以立即寻址操作数的范围是 28 = 256 。 （2）写出各种寻址模式计算有效地址的表达式。 立即寻址 操作数就在指令中 直接寻址 指令的形式地址是有效地址 EA = D 间接寻址 指令的形式地址是有效地址的地址 EA = （D） 变址寻址 有效地址 =指令的形式地址与指定的变址寄存器的内容之和 EA = D + （ 变址寄存器 ） 相对寻址 有效地址 =指令的形式地址与基址寄存器的内容之和 EA =

3、 D + （ 基址寄存器 ） （3）当M=1，2，4时，能访问的最大主存区为多少机器字 M = 1 直接寻址 寻址范围为 28 = 256 个机器字 M = 2 间接寻址 寻址范围为 216 = 64K 个机器字 M = 4 相对寻址 寻址范围为 216 = 64K 个机器字 3、一个四体并行交叉存储器，每个模块容量是64K*32位，存取周期为200ns，问： （1）在一个存取周期中，存储器能向cpu提供多少位二进制信息。（3分）32*4 = 128 （2）若存取周期为400ns，在0.1us内每个体可向cpu提供32位二进制信息，该说法正确否？该说法不正确，在0.1us内整个存储器可向cpu

4、提供32位二进制信息，但每个存储体必须要 400ns 才能向cpu提供32位二进制信息。 4、在cache管理中，当新的主存页需要调入cache时，有几种替换算法？各有何特点？哪种算法平均命中率高？常用的算法有两种 （1）先入先出算法：将最先调入的主存页替换出来。 （2）近期最少使用算法：将近期最少使用的主存页替换出来。 第 2 种算法的命中率较高。 5、计算机系统中为了管理中断，硬件上通常有哪些设置？各有什么作用？指令系统中有何 考虑？硬件上一般设置有： （1）中断触发器 用来记录中断源发出的中断请求 （2）中断屏蔽触发器 用来控制某中断源是否允许中断 （3）排队电路 用来确定中断源的优先等

5、级 （4）设备码查询电路 用来确定发出中断请求的中断源 指令系统中必须要设置中断返回指令，一般也都设置有软中断指令。 6、图1是双总线结构的机器，图中IR为指令寄存器，PC为程序计数器，MAR为存储器地址寄存器，M为主存（受R/W信号控制），MDR为存储器数据寄存器，R0、R1、R2、R3、X、Y均为寄存器，ALU由+、- 控制信号决定完成何种操作，控制信号G控制一个门电路，线上标注有控制信号，如Y1、X1为表示寄存器Y、X的输入控制信号，R1o表示寄存器R1的输出控制信号，R1i表示寄存器R1的输入控制信号。SUB R1, R2 指令完成 （R1） + （R2） R1的操作，画出其指令周期信

6、息流程图，（假设指令地址已放在PC中）并列出相应的微操作控制信号序列。解：指令周期信息流程图如下 （1）送指令地址 需微操作控制信号 PCo 、G、MARi、 （2）取指令 需微操作控制信号 R、MDRo、G、IRi （3）取第一操作数 需微操作控制信号 R1o、G、Xi （4）取第二操作数 需微操作控制信号 R2o、G、Yi （5）运算并保存结果 需微操作控制信号 - 、G、R1i 7、设机器数字长为 n 位（不包括符号位），画出原码一位乘法的运算器框图（图中必须反映原码一位乘算法）（10分） 要求：（1）寄存器和全加器均用方框表示； （2）详细画出最末位全加器的输入逻辑电路； （3）指出每

7、个寄存器的位数及寄存器中操作数的名称。 解：原码一位乘法的运算器框图如下：上海大学 2000 年硕士研究生入学试题 1、采用DMA方式传送改据对，每传送一个数据要占用 一个总线周期 的时间。 2、当采用 程序查询 输入操作情况下，除非计算机等待，否则无法传送数 给计算机。 3、IO的编址方式可分为 单独编址 和 与存储器统一编址 两大类，前者需有独立的IO指令，后者可通过 访存 指令和设备交换信息。 4、按照主机与外设提供信息的形式不同，接口可分为 串行 和 并行 两大类，按照主机与外设交流信息的控制方式不同，接口可分为 同步 和 异步 两 大类。 5、设某存贮芯片有 1K 容量, 如用单译码

8、方式，地址译码器将有 条输出线：如用双译码方式，共需要 输出线。 6、引入高速缓冲存储器的理论依据是 访存的局部性 。 7、控制器的控制方式有 同步 控制， 异步 控制和联合控制方式，前者有统一的时钟。 8、在浮点机中判断原码规格化形式的原则是 尾数的最高数值位为1 ，判断补码规格化形式的原则是 尾数的最高数值位与符号位相反 。 9、在补码加减交替法除法中，参加操作的数是 补码形式 ，商符是 在第一次上商时 形成的。 10、设机器数字长为 8 位（含2位符号位），对应真值 X=-26的X补= 11100110 ，算术右移1位后得 11110011 ，算术右移2位后得 11111001 ，移位后

9、的真值分别为 -13 和 -6 。 11、已知浮点数尾数24位（不包括符号位），当它分别表示为原码、补码时左规最多次数分别是 23 和 24 ，右规的最多次数分别为 1 和 1 。 12、二地址格式指令，操作数的物理位置有三种形式，分别是 立即数 型、 寄存器 型和 存储器 型。 13、程序控制类指令的主要功能是 控制程序的流向 。 14、某机采用三地址格式指令，能完成50种操作，若机器可在 1K 地址范围内直接寻址，则指令字长应取 36 位，其中操作码占 6 位，地址码占 3*10 位。 15、若指令字长24位，共能完成130种操作，采用单地址格式可直接选择范围是 216=64K ，采用二地

10、址格式可直接选择范围是 28=256 。 16、设计微程序控制时，所追求的目标是 缩短微指令字长 、 减少微程序长度 、 提高微程序的执行速度 、 便于对微指令的修改 、 利于微程序设计的灵活性 。（共60分） 1、某机有五个中断源L0、L1、L2、L3、L4，按中断响应的优先次序由高向低排序为L0、L1、L2、L3、L4 ，现要求中断处理次序改为L1、L3、L4、L0、L2 ，根据下示格式，写出各中断源的屏蔽字。（4分）设“1”为打开，“0”为屏蔽 2、由M1、M2构成的两级存贮体系，其容量分别为S1、S2，它们的位价格分别C1、C2。读取时间分别为 TA1、TA2 ，在访问存贮器中一次访问

11、到的信息量分别为 N1、N2。试计算平均存取时间 T 和平均位价格 C ，若S2S1 ，则平均价格将接近于M1还是M2的单位价格？（5分）。（1）平均存取时间 T=（TA1*N1+TA2*N2）/（N1+N2） 平均位价格 C =（S1*C1+S2*C2）/（S1+S2） （2）若S2S1 ，则平均价格将接近于M2的单位价格。3、下表表示使用快表（页表）的虚实地址转换条件，快表存放在相联存贮器中，其容量为 8个存贮单元。（1）当CPU按虚拟地址1去访问主存时，主存的实地址码是多少？（2分）是80324 （2）当CPU按虚拟地址2去访问主存时，生存的实地址码是多少？是96128 （3）当CPU按

12、虚拟地址3去访问主存时，生存的实地址码是多少？该页面在快表（页表）中无记录。 4、为什么外围设备要通过接口与CPU相连？接口有哪些功能？（8分）因为外部设备是多种多样的，它们的结构及其信号也各不相同，所以要通过相应的适配器（接口）与CPU相连。 接口的基本功能有三个： （1）实现主机与外部设备之间的通信联络工作。 （2）实现数据的缓冲，以匹配主机与外部设备的速度。 （3）接受主机的命令，提供设备的接口状态，并按照主机的命令控制设备。 5、什么是计算机的主频？主频和机器周期有什么关系？一台机器时钟脉冲的频率即为主频，主频的倒数称为时钟周期，一个机器周期由若干个时钟周期构成。 6、什么是指令周期？

13、什么是机器周期？什么是时钟周期？指令周期指完成一条指令所需的时间。 机器周期是在同步控制中，确定为指令执行的基准时间。 时钟周期就是主频的倒数。 7、某机字长16位，存贮器直接寻址空间为128字，变址时的位移量为 - 64+63，16 个通用寄存器均可作为变址寄存器，设计一套指令系统格式，满足下列寻址类型的要求： （1）直接寻址的二地址指令3条 （2）变址寻址的一地址指令6条 （3）寄存器寻址的二地址指令8条 （4）直接寻址的一地址指令12条 （5）零地址指令32条 试问还有多少种代码未用？若按排寄存器寻址的一地址指令还能容纳多少条？直接寻址的二地址指令3条为 变址寻址的一地址指令6条为 寄存

14、器寻址的二地址指令8条为 直接寻址的一地址指令12条为 零地址指令32条为 还有 4*128 - 32 = 480 种代码未用。若按排寄存器寻址的一地址指令还能容纳24条 8、设某机主要部件如下图所示，其中： LA 一 A 输入端选择器 LB 一 B 输入端选择器 M 一 主存 MDR 一 主存数据寄存器 IR 一 指令寄存器 MAR 一 主存地址寄存器 PC 一 程序计数器 R0-R3 一 通用寄存器 C、D 一 暂存器 （1）补充各部件之间的主要连接线，并注明数据流动方向（用单总线结构）（5分） （2）写出 ADD （R1），（R2）指令取指阶段和执行阶段的信息流程。R1中存放的是原操作效

15、地址，R2存放的是目的操作数的地址。（5分）（1）见下图 （2）ADD （R1），（R2）指令取指阶段的信息流程 PC BUS MDR M MAR BUS IR ADD （R1），（R2）指令执行阶段的信息流程 9、使用4KX8位的RAM芯片组成一个容量为8KX16位的存储器，画出结构框图， 并标明图中信号线的种类、方向及条数。上海大学 2001 年硕士研究生入学试题 一、填空45分，每个1分 1、计算机硬件结构通常由五大部分组成 运算器 、 控制器 、 存储器 、 输入设备 和 输出设备 。 2、运算器的基本组成有 ALU 、 状态寄存器 和通用寄存器。 3、定点加减运算时，有两种判别溢出的

16、检测方法，分别是 利用最高数据位向符号位的进位及符号位的进位 和 模4补码 。 4、两个N位定点数相乘，用原码一位乘时，需要重复进行 N 次加法和 N 次移位操作。 5、完成浮点加法运算，需要依次进行 对阶 、 尾数相加 、 规格化 、 舍入 和 判别溢出 等步骤。 6、指令格式可由 操作 码和 地址 码两部分信息组成。 7、在指令执行过程中所用到的实际地址称为 逻辑地址 ，产生这种地址的方法称为 寻址 方式。 8、设指令中的地址码为D，在 间接 寻址方式下，其有效地址为（D）；在 相对 寻址方式下，其有效地址为（PC）+D。 9、控制器的主要作用是 取出 指令、 解释 指令、 执行 指令，控

17、制I/O，并对异常情况和某些指令进行处理。 10、控制器的控制方式有 同步 控制方式， 异步 控制方式和联合控制方式。 11、微指令存放在 控制存储器 中，它包含两大部分， 控制 字段和 下址 字段。每一条机器指令与一段由微指令构成的 微程序 相对应，微指令可由一系列 微操作 组成，读取并执行一条微指令的时间称为 微指令周期 。 12、根据存储介质可以把存储器分为 半导体 存储器、 磁表面 存储器、 光 存储器三种。 13、一个1M*8位的芯片有 20 根地址线，有 8 根数据线（输入输出共用）。 14、CD-ROM利用表面的 有无凹坑 表示“0”和“1”。 15、高速缓冲存储器的配置是为了解

18、决 CPU与主存 之间的速度差异。 16、程序访问的 局部 性为Cache的引入提供了理论依据。 17、I/O设备的统一编址方式是将I/O设备与 存储器 统一编址。 18、通道方式的I/O系统中大多采用主机、 通道 、 设备控制器 和I/O设备四级连接方式。 19、DMA在 I/O设备 和 主存 之间开辟直接的数据通道。55分 1、某指令系统指令字长20位，具有双操作数，单操作数和无操作数三类指令形式，每个操作数地址规定用6位表示。10分，每小题5分 （1）若操作数字段固定为8位，现已设计出 m 条双操作数指令，n 条无操作数指令，在此情况下，最多可以设计出多少条单操作数指令？26- m*26

19、 - n / 26向上取整 （2）当双操作数指令条数取最大值，且在此基础上，单操作数指令条数也取最大值时，试计算这三类指令最大具有的指令条数各是多少？双操作数指令条数为 26-1 = 63 条 单操作数指令条数为 26-1 = 63 条 无操作数指令条数为 26 = 64 条 2、主存贮器容量为 4MB，虚存容量为 1GB，虚拟地址和物理地址各为多少位？根据寻址方式计算出来的有效地址是虚拟地址还是物理地址？如果页面大小为 4KB，页表长度是多少？（1）因为虚存容量为 1GB，230= 1GB，所以虚拟地址为30位。 因为主存容量为 4MB，222=4MB，所以虚拟地址为22位。 （2）根据寻址

20、方式计算出来的有效地址是虚拟地址。 （3）页表长度为 1GB/ 4KB= 218 3、某程序对页面要求的序列为 P8 P4 P2 P6 P4 P8 P7 P4 P8 P6 P8 P4 P8 P4 P6，设主存容量为4个页面，求 FIFO和LRU替换算法时各自的命中率（假设开始时主存为空）。FIFO替换算法时的命中率为 8/11 LRU替换算法时的命中率为 10/11 4、简述中断处理过程，指出其中哪些工作是由硬件完成的，哪些工作是由软件完成的？简单地讲，中断处理过程可分为三个阶段 （1）保护断点并转入中断入口 ，由硬件完成 保护现场，由软件完成 （2）中断服务，由软件完成 （3）恢复现场，由软件完成 恢复断点，由硬件完成 5、用变形补码计算 X-Y ，X+Y，并判别结果的正确性。设：X=0.11011，Y=-0.10010 （8分）X补=0011011 Y补=1101110 -Y补=0010010 X补+-Y补=0101101 溢出 X补+Y补=0001001 无溢出 X+Y = 0.01001 6、写出 JMP （无条件转移到（PC）+Disp）指令的微操作序列。（12分）（1）计算转移地址 PC ALU Disp ALU ALU作加运算 （2）转移 ALUPC