假设一个主频为1GHz、CPI为5的CPU需要从某个成块传送的I／O设备读取1000B的数据到主存缓冲区中，该I／O设备一旦启动即按50KB／s的数据传输率向主机传送1000B数据，每个字节的读取、处理并存入内存缓冲区需要1000个时钟周期，则以下4种方式

admin2017-11-20 46

问题假设一个主频为1GHz、CPI为5的CPU需要从某个成块传送的I／O设备读取1000B的数据到主存缓冲区中，该I／O设备一旦启动即按50KB／s的数据传输率向主机传送1000B数据，每个字节的读取、处理并存入内存缓冲区需要1000个时钟周期，则以下4种方式下，在1000B的读取过程中，CPU用在该设备的I／O操作上的时间分别为多少?占整个CPU时间的百分比分别是多少?
采用定时查询方式，每次处理一个字节，一次状态查询至少需要60个时钟周期。

选项

答案主频为1GHz，所以时钟周期为1／1GHz=1ns。因为每个字节的读取、处理并存入内存缓冲区需要1000个时钟周期，所以，对于像程序查询和中断等用软件实现输入／输出的方式，CPU为每个字节传送所用的时间至少为1000×1ns=1000ns=1μs。在50kB／s的数据传输率下，设备每隔1B／50kB／s=20μs=20000ns准备好一个字节，因而读取1000B的时间为1000×20μs=20ms。定时查询方式下的I／O过程如图7-12所示。用户可以设置每隔20000ns查询一次，这样使得查询程序的开销达到最小，即第一次读取状态时就可能会发现就绪，然后用1000个时钟周期进行相应处理，因此，对于每个字节的传送，CPU所用时钟周期数为60+1000=1060。因此，在1000B的读取过程中，CPU用在该设备的I／O操作上的时间至少为1000×1060×1ns=1．060ms，占整个CPU时间的百分比至少为1．060／20=5．3％。 [*]

解析

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