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43.(8分)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05MBs,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IO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5MBs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IO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)
43.解答:
(1)按题意,外设每秒传送05MB,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5×185×2100。为达到外设05MBs的数据传输率,外设每秒申请的中断次数为05MB4B125000。1s内用于中断的开销为100×12500012500000125M个时钟周期。CPU用于外设IO的时间占整个CPU时间的百分比为125M500M25。
(2)当外设数据传输率提高到5MBs时,改用DMA方式传送,每次DMA传送5000B,
f1s内需产生的DMA次数为5MB5000B1000。CPU用于DMA处理的总开销为1000×50050000005M个时钟周期。CPU用于外设IO的时间占整个CPU时间的百分比为05M500M01。【评分说明】如果考生只给出正确的计算结果,未给出计算过程,每个给2分。
44.(13分)某计算机字长为16位,采用16位定长指令字结构,部分数据通路结构如图A2所示,图中所有控制信号为1时表示有效、为0时表示无效。例如,控制信号MDRi
E为1表示允许数据从DB打入MDR,MDRi
为1表示允许数据从内总线打入MDR。假设MAR的输出一直处于使能状态。加法指令“ADDR1,R0”的功能为R0R1→R1,即将R0中的数据与R1的内容所指主存单元的数据相加,并将结果送入R1的内容所指主存单元中保存。
f图A2
表A1给出了上述指令取指和译码阶段每个节拍(时钟周期)的功能和有效控制信号,
请按表中描述方式用表格列出指令执行阶段每个节拍的功能和有效控制信号。
..
时钟C1
......
表A1
功能
MAR←PC
有效控制信号PCoutMARi

MDR←MMDR
C2
MemRMDRi
EPC1
PC←PC1
C3
MDRoutIRi

IR←MDR
C4
指令译码

44.解答:
f题干已给出取值和译码阶段每个节拍的功能和有效控制信号,我们应以弄清楚取指阶段中数据通路的信息流动作为突破口,读懂每个节拍的功能和有效控制信号。然后应用到解题思路中r
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