某计算机的CPU主频为500 MHz，CPI为5(即执行每条指令平均需5个时钟周期)。假定某外设的数据传输率为0．5 MB／s，采用中断方式与主机进行数据传送，以32位为传输单位，对应的中断服务程序包含18条指令，中断服务的其他开销相当于2条指令的执行时间

admin2012-06-21 105

问题某计算机的CPU主频为500 MHz，CPI为5(即执行每条指令平均需5个时钟周期)。假定某外设的数据传输率为0．5 MB／s，采用中断方式与主机进行数据传送，以32位为传输单位，对应的中断服务程序包含18条指令，中断服务的其他开销相当于2条指令的执行时间。请回答下列问题，要求给出计算过程。
(1)在中断方式下，CPU用于该外设I／O的时间占整个CPU时间的百分比是多少?
(2)当该外设的数据传输率达到5 MB／s时，改用DM@A@方式传送数据。假设每次DMA传送大小为5 000 B，且DMA预处理和后处理的总开销为500个时钟周期，则CPU用于该外设I／O的时间占整个CPU时间的百分比是多少?(假设DMA与CPU之间没有访存冲突)

选项

答案(1)该外设数据传输率为0．5 MB／s，以32位为传输单位，故1 s内因外设传输数据而引起的中断次数为 0．5 MB／4 B=1．25×10⁵(次) 对应的中断服务程序及其他开销共需18+2=20条指令，CPI为5，故1 s内用于该外设I／O的时钟周期数为 1．25×10⁵×20×5=1．25×10⁷(个) CPU主频为500 MHz，即1 s内共有500 M个时钟周期，故用于该外设I／O的时间占整个CPU时间的百分比是 (1．25×10⁷／(500×10⁶)×100％=2．5％ (2)该外设的数据传输率为5 MB／s，每次DMA传送大小为5 000 B，故1 s内的DMA传输次数为 5 MB／5 000 B=(5×10⁵B)／(5×10³B)=1 000(次) DMA预处理及后处理的总开销为500个时钟周期，故1 s内用于该外设传输数据的时钟周期数为 1 000×500=5×10⁵(个) CPU主频为500 MHz，故用于该外设I／O的时间占整个CPU时间的百分比是 (5×10⁵)／(500×10⁶)×100％=0．1％

解析

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