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（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。（8分）
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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。
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二、综合题：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？ 解：[2- m]*2 - [n / 2]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？ 解：双操作数指令条数为 2-1 = 63 条 单操作数指令条数为 2-1 = 63 条 无操作数指令条数为 2 = 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？
答：（1）因为虚存容量为 1GB，2= 1GB，所以虚拟地址为30位。 因为主存容量为 4MB，2=4MB，所以虚拟地址为22位。 （2）根据寻址方式计算出来的有效地址是虚拟地址。 （3）页表长度为 1GB/ 4KB= 2
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）。（10分）
答：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？（8分）
答：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
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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）
解：[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） 解：（1）计算转移地址 PC →ALU Disp →ALU ALU作加运算 （2）转移 ALU→PC
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