假设一个主频为1GHz、CPI为5的CPU需要从某个成块传送的I／O设备读取1000B的数据到主存缓冲区中，该I／O设备一旦启动即按50KB／s的数据传输率向主机传送1000B数据，每个字节的读取、处理并存入内存缓冲区需要1000个时钟周期，则以下4种方式

admin2017-11-20 18

问题假设一个主频为1GHz、CPI为5的CPU需要从某个成块传送的I／O设备读取1000B的数据到主存缓冲区中，该I／O设备一旦启动即按50KB／s的数据传输率向主机传送1000B数据，每个字节的读取、处理并存入内存缓冲区需要1000个时钟周期，则以下4种方式下，在1000B的读取过程中，CPU用在该设备的I／O操作上的时间分别为多少?占整个CPU时间的百分比分别是多少?
采用独占查询方式，每次处理一个字节，一次状态查询至少需要60个时钟周期。

选项

答案独占查询方式下的I／O过程如图7-13所示。启动设备后，CPU就开始查询，因为333×60+20=20000，所以第一个字节传送在第334次读取状态查询时检测到就绪，随后用1000个时钟周期进行相应的处理，然后继续第二个字节的状态查询，因为40+1000+316×60=20 000，所以，第二个字节的传送在第316次读取状态查询时检测到就绪，第一个和第二个字节的传送过程如图7-13a所示。每次检测到就绪后，就进行相应的处理，然后周而复始地进行查询，因为(20000-1000)／60=316．7，所以，第317次状态查询时发现就绪。因为1000+60×317-20000=20，所以，每3B可多60个时钟周期，正好进行一次状态查询，因此，在剩下的998B的读取过程中，前996B的传送正好用了996×20000个时钟周期，如图7-13b所示。最后两个字节的传送过程如图7-13c所示，因为2×(1000+60×317-20000)=40，此外，最后一个字节的处理还有1000个时钟周期，所以最后两个字节总的时间为2×20000+40+1 000=41 040个时钟周期。综上所述，CPU用在该设备的I／O操作上的总时间为1000×20000ns+1040×1ns=20．00104ms≈20ms，即在1000B的整个传输过程中，CPU一直为该设备服务，所用时间占整个CPU时间的100％。 [*]

解析

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