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2012年计算机学科专业基础综合试题 - 第43题回答
计算机组成原理
发布于2025年6月25日 18:24
阅读数 41

(1)MIPS = 20 MIPS

Cache缺失率 (m) = 1 - 命中率 = 1 - 0.99 = 0.01

平均每秒Cache缺失的次数 = 每秒总访存次数 ×× Cache缺失率
平均每秒Cache缺失的次数 = $30 \times 10^6 \times 0.01 = 300 \times 10^3$ 次/秒
平均每秒Cache缺失的次数 = 300,000 次/秒

主存带宽 = 平均每秒Cache缺失的次数 ×× 每次Cache缺失传输的数据量
主存带宽 = $300,000次/秒次/秒\times 16 B/次 主存带宽 = \4,800,000$ B/秒
主存带宽 = 4.8 MB/秒

(2)CPU平均每秒产生缺页异常的次数 = 1.5 次

每次缺页需要传输的总字节数 = 4096 B
每次DMA周期挪用传输的字节数 = 4 B

每次缺页所需的DMA周期挪用次数 = 页面大小 / 数据缓冲寄存器大小
每次缺页所需的DMA周期挪用次数 = 4096 B / 4 B = 1024 次

磁盘I/O接口平均每秒发出的DMA请求次数至少是 1536 次/秒

(3)

优先级更高的是:DMA控制器

原因:
DMA (Direct Memory Access) 控制器允许外部设备直接访问主存储器,而不需要CPU的干预。当DMA控制器请求使用总线时,其优先级通常高于CPU。
这是因为:

  1. 外设的实时性要求: 许多I/O设备具有严格的时间限制(如磁盘、网络接口),如果不能及时得到总线访问权,可能会导致数据丢失或缓冲区溢出。
  2. 避免CPU过载: 如果CPU需要为每次数据传输分配时间,会大大降低CPU的处理效率。DMA能够将数据传输任务卸载给专用硬件,让CPU专注于计算任务。
  3. 效率: DMA传输通常以块为单位进行,效率更高。如果等待CPU进行,可能会导致整个系统性能下降。

虽然DMA会暂停CPU对总线的访问,但通常这种暂停是短暂的,结束后CPU会恢复执行,整体上提高了系统效率。

(4)

计算总线周期 (或间隔周期) t:
...

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