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 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 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）
43．解答：
（1）    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=125 000。
1s 内用于中断的开销为 100×125 000=12 500 000=12.5M 个时钟周期。
CPU 用于外设 I/O 的时间占整个 CPU 时间的百分比为 12.5M/500M=2.5%。
（2）    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 5 000B，
1s 内需产生的 DMA 次数为 5MB/5 000B=1 000。
CPU 用于 DMA 处理的总开销为 1 000×500=500 000=0.5M 个时钟周期。
CPU 用于外设 I/O 的时间占整个 CPU 时间的百分比为 0.5M/500M=0.1%。
【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 A-2 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 MDRinE 为 1 表示允许数据从 DB 打入 MDR，MDRin 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“ADD (R1)，R0”的功能为(R0)+((R1))→(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。
 

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