上海交通大学一九九八年研究生入学考试试题
上海交通大学一九九八年研究生入学考试试题
试题名称：计算机原理与系统结构
试题编号：21
一、 填空题
1、 设X=-69，字长n=8(含一位符号位)，则X的原码为___，X的补码为____，X的移码为____。
2、 x=0.0101,y=-0.1001,n=5,则x-y的补码为___，操作后状态寄存器中z=______,V=_____,N=_____.
3、 一个纠错的全部码字为0000000000,0000011111,1111100000,1111111111，它的海明距离为___，可纠正___个错误，如果出现了码字0100011110,应纠正为____。
4、 在总线裁决中，有串行链接式，____和____三种方式。
5、 磁盘存储器的磁记录方式有归零制、____、____和_____等。
6、 计算机性能的统计方式常用算术平均、____和____三种计算方法。
7、 计算机的计算模型有控制驱动、____、___和____四种类型。
二、 名词解释(10分)
解释下列名词，从词意、用途、原理及特征方面说明。
1、 相联存储器
2、 基准测试程序
3、 VLIW
4、 软件流水
5、 伯恩斯坦准则
三、 计算题
1、 已知x和y的二进制值为x=0101,y=0110,用布斯乘法计算[x*y]补。(6分)
2、 设浮点数的格式为：
第15位：符号位。
第14位到第8位：阶码，采用补码表示;
第7位到第0位:尾数，与符号位一起采用规格化的补码表示，基数为2，问：
(1) 它能表示的数值范围是什么?
(2) 它能表示的最接近于0的正数和负数分别是什么?
(3) 它共能表示多少个数值?
请用十进制数2的幂次表示。(6分)
3、 某计算机有10条指令，它们的使用频率分别为0.35,0.20,0.11,0.09,0.08,0.07,0.04,0.03,0.02,0.01试用霍夫曼编码对它们的操作码进行编码，并计算平均代码长度。(6分)
4、 对于累加器型、堆栈型、M-M型R-R型指令系统，用汇编语言写出x=A+B*C操作的代码序列，对每一种代码序列，计算其执行时从存储器读取指令的字节数和数据存取的字节数。对于累加器型指令，假定操作数之一在累加器中，结果存放在累加器中，在堆栈型指令中，所有操作数均在栈顶，结果也放入栈顶，只有push 和pop指令能访问存储器，在M-M型指令中，假定每条指令的3个操作数均可以存放在存储器中，在R-R型指令中，指令的3个操作数在寄存器中，用load 和store指令访问存储器，假设系统中共有16个通用寄存器，对所有情况，假设操作码长1字节，存储器地址码为2字节，操作数为4字节，指令长度为字节的整数倍，初始时数据在存储器中，结果也写入存储器。(10分)
5、 某处理机的微指令格式中有10个分离的控制字段C0至C9，每个字段CI可激活NI可激活NI条控制线组中的某一条，其中NI的定义为：
字段i0123456789
Ni4431191671822
问：(1)为表示这10个控制字段至少需要多少控制位?(3分)
(1) 如果各字段都采用纯水平编码格式，需要的最大控制位数是多少?(3分)
四、 分析题
1、 对于下述访存地址序列(字地址)：
1,4,8,5,20,17,19,56,9,11,4,43,5,6,9,17假定cache是直接映象的，每块4字。Cache的容量是16字，初始时cache为空，标出每次访问的cache命中情况以及最后cache的内容。(8分)
2、 假定一个磁盘系统的参数：
ts=寻道时间
r=旋转速度，单位为每秒转数
n=每扇区的位数
N=磁道的容量，单位为位。
TA=访问一个扇区的时间
忽略磁盘控制电路延迟，并假设数据传输率足够高，试写出表示TA的公式。(8分)
3、 对于下列指令序列：
MULTD F0, F6, F4
SUBD F8, F0, F2
ADDD F2, F10, F2
指出指令间的数据相关性，指出记分牌如何避免这些相关性。(10分)
4、 已知某非线性流水线的预约表如下所示，要求：
(1) 列出禁止表F和冲突向量C，(2分)
(2) 画出该流水线状态图，确定其最小平均延迟以及此时的调度方案。(4分)
(3) 当按此流水调度方案输入7个任务时，需多少个时钟周期执行完成?(2分)
5、 画出8端口staran网络，分别求出该网络在级控信号为000,001,010,011,100,101,110,111时的端口连接情况。(12分)
