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假定某计算机字长16位,没有Cache,运算器一次定点加法时间等于100ns,配置的磁盘旋转速度为每分钟3000转,每个磁道上记录两个数据块,每一块有8000B,两个数据块之间间隙的越过时间为2ms,主存周期为500ns,存储器总线宽度为16位,总线带宽为
假定某计算机字长16位,没有Cache,运算器一次定点加法时间等于100ns,配置的磁盘旋转速度为每分钟3000转,每个磁道上记录两个数据块,每一块有8000B,两个数据块之间间隙的越过时间为2ms,主存周期为500ns,存储器总线宽度为16位,总线带宽为
admin
2014-04-17
37
问题
假定某计算机字长16位,没有Cache,运算器一次定点加法时间等于100ns,配置的磁盘旋转速度为每分钟3000转,每个磁道上记录两个数据块,每一块有8000B,两个数据块之间间隙的越过时间为2ms,主存周期为500ns,存储器总线宽度为16位,总线带宽为4MB/s。
直接寻址的“存储器一存储器”SS型加法指令在无磁盘I/O操作打扰时的执行时间为多少?当磁盘I/O操作与一连串这种SS型加法指令执行同时进行时,这种SS型加法指令的最快和最慢执行时间各是多少(假定采用多周期处理器方式,CPU时钟周期等于主存周期)?
选项
答案
无I/O打扰时,执行一条直接寻址的SS型加法指令的过程如图4—15所示,包括取指令、取源操作数1、取目的操作数(源操作数2)、执行、写结果,因此执行时间为5×500ns=2.5μs。此时,每个指令周期所包含的5个主存周期中,只有执行阶段不访问主存,所以主存频带空闲百分比是20%(图中箭头处即一条指令的第一个主存周期开始)。 [*] 当磁盘I/O操作与一连串这种SS型加法指令同时进行时,可能因为CPU和DMA同时访存而使指令的执行时间被延长。每次DMA请求要求挪用一个主存周期来访问主存,同时CPU执行指令时也要求访问主存,当两者发生冲突时,DMA优先级高,CPU的访存请求被延迟。因为每隔2000ns产生一个DMA请求,所以每4个主存周期必定有一个被DMA所挪用。此时,主存周期的占用情况如图4-16所示。 [*] 由图4-16可知,最好的情况是在SS型加法指令执行过程中没有访存冲突(如图4—16中最开始的一个指令周期),此时最快,指令执行时间为2.5μs;最坏的情况是有一次访存冲突(如图4—16中第二个指令周期),此时最慢,指令执行时间为2.5μs+500ns=3μs。
解析
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