综合题

假定磁盘传输数据以 32 位的字为单位，传输速率为 1MB／ s。 CPU 的时钟频率为 50MHz。

问答题

使用程序查询的输入输出方式，一个查询操作需要 100 个时钟周期，求 CPU 为 I／ O 查询所花费的时间比率，假定进行足够的查询以避免数据丢失。

【正确答案】

根据题意可知，每传送一个字需要 4μs， CPU 的时钟周期为 0.02μs。
程序查询的输入输出方式，一个查询操作需要 100 个时钟周期，而时钟周期＝0.02μs，所以每个查询操作需要 2μs， CPU 为 I／ O 查询所花费的时间比率为

【答案解析】

问答题

用中断方式进行控制，每次传输的开销（包括中断处理）为 100 个时钟周期，求 CPU 为传输磁盘数据花费的时间比率。

【正确答案】

用中断方式法进行控制，每次传输的开销（包括中断处理）为 100 个时钟周期，而时钟周期＝0.02μs，所以每次传输的开销时间＝100×0.02＝2μs，传送一个字的时间为 4μs。
CPU 为传输磁盘数据花费的时间比率为

【答案解析】

问答题

采用 DMA 控制进行输入输出操作，假定 DMA 的启动操作需要 1000 个时钟周期。 DMA 完成时处理中断需要 500 个时钟周期，如果平均传输的数据长度为 4KB，问在磁盘工作时处理器将用多少时间比率进行输入输出操作，忽略 DMA 申请使用总线的影响。

【正确答案】

采用 DMA 控制进行输入输出操作，平均传输的数据长度为 4KB，根据数据传输率，传送时间 4KB÷1MB／ s＝4ms。又由于 DMA 的启动操作需要 1000 个时钟周期，即 1000×0.02＝20μs； DMA 完成时处理中断需要 500个时钟周期，即 500×0.02＝10μs。所以在磁盘工作时 CPU 为进行输入输出操作花费的时间比率为

【答案解析】