问答题 某计算机的CPU主频为500MHz，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0．5MB／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5MB／s时，改用DMA方式传送数据。假定每次DMA传送块大小为5000B，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)
【正确答案】正确答案：(1)CPU中断一次时传输32位(4B)数据所用时间t 1 为 t 1 =4B／r 1 =8μs r 1 =0．5MB／s 已知I N =(18+2)=20，CPI=5，f=500MHz，则求得t CPU 为 t CPU =I N ×CPI／f=20×5／500=0．2μs CPU用于外设的时间占整个CPU时间的百分比P 1 为 P 1 =t CPU ／t 1 =1／40=2．5％ (2)假设采用CPU停止访内方式，DMA传送一个数据块所用时间t 2 为 t 2 =5000B／r 2 =1000μs，r 2 =5MB／s t' CPU =N c ／f=1μs，N c =500 CPU用于外设的时间占整个CPU时间的百分比P 2 为 P 2 =t' CPU ／t 2 =1／1000=0．1％
【答案解析】