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。

问答题在中断方式下，CPU用于该外设I/O的时间占整个CPU时间的百分比是多少?

【正确答案】按题意，外设每秒传送0.5MB，中断时每次传送4B。中断方式下，CPU每次用于数据传送的时钟周期为：5×18+5×2=100
为达到外设0.5MB/s的数据传输率，外设每秒申请的中断次数为：0.5MB/4B=125000
1秒钟内用于中断的开销：100×125000=12500000=12.5M个时钟周期。CPU用于外设I/O的时间占整个CPU时间的百分比12.5M/500M=2.5%。

【答案解析】

问答题当该外设的数据传输率达到5MB/s时，改用DMA方式传送数据。假设每次DMA传送大小为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?(假没DMA与CPU之间没有访存冲突)

【正确答案】当外设数据传输率提高到5MB/s时改用DMA方式传送，每次DMA传送5000B，1秒钟内需产生的DMA次数：5MB/5000B=1000
CPU用于DMA处理的总开销：1000×500=500000=0.5M个时钟周期
CPU用于外设I/O的时间占整个CPU时间的百分比：0.5M/500M=0.1%

【答案解析】