问题
问答题
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？（假设DMA与CPU之间没有访存冲突）
答案
参考答案：
（1）在中断方式下，每32位（4B）被中断一次，故每秒中断
0.5MB/4B=0.5×106/4=12.5×104次
要注意的是，这里是数据传输率，所以1MB=106B。因为中断服务程序包含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，且执行每条指令平均需5个时钟周期，所以，1秒内用于中断的时钟周期数为
（18+2）×5×12.5×104=12.5×106
（2）在DMA方式下，每秒进行DMA操作
5MB/5000B=5×106/5000=1×103次因为DMA预处理和后处理的总开销为500个时钟周期，所以1秒钟之内用于DMA操作的时钟周期数为
500×1×103=5×105
故在DMA方式下，占整个CPU时间的百分比是
（（5×105）/（500×106））×100%=0.1%