43.假定某计算机的CPU主频为80MHz，CPI为4，平均每条指令访存1.5次，主存与Cache 之间交换的块大小为16B，Cache 的命中率为99%，存储器总线宽度为32位。请回答下列问题。 1）该计算机的MIPS数是多少?平均每秒 Cache缺失的次数是多少?在不考虑DMA传送的情况下，主存带宽至少达到多少才能满足 CPU 的访存要求? 2）假定在 Cache 缺失的情况下访问主存时，存在 0.0005%的缺页率，则 CPU平均每秒产生多少次缺页异常?若页面大小为 4KB，每次缺页都需要访问磁盘，访问磁盘时 DMA 传送采用周期挪用方式，磁盘 I/O 接口的数据缓冲寄存器为 32位，则磁盘 I/O 接口平均每秒发出的DMA请求次数至少是多少? 3）CPU和DMA 控制器同时要求使用存储器总线时，哪个优先级更高?为什么?4）为了提高性能，主存采用四体低位交叉存储模式，工作时每1/4个存储周期启动一个体。若每个体的存储周期为 50ns，则该主存能提供的最大带宽是多少?
【参考答案及解析】
（1）平均每秒CPU执行的指令数为∶80M/4=20M，故 MIPS数为20;（1分） 平均每条指令访存 1.5 次，故平均每秒 Cache 缺失的次数=20M×1.5×（1-99%）=300k;（1 分）当 Cache 缺失时，CPU访问主存，主存与 Cache 之间以块为传送单位，此时，主存带宽为16B×300k/s=4.8MB/s。在不考虑 DMA传输的情况下，主存带宽至少达到4.8MB/s 才能满足 CPU的访存要求。（2分） （2）题中假定在 Cache 缺失的情况下访问主存，平均每秒产生缺页中断 300000×0.0005%=1.5次。因为存储器总线宽度为32位，所以每传送32位数据，磁盘控制器发出一次DMIA请求，故平均每秒磁盘 DMA 请求的次数至少为1.5×4KB/4B=1.5K=1536。（2分） （3）CPU 和 DMA控制器同时要求使用存储器总线时，DMA请求优先级更高;（1分）因为DMA请求得不到及时响应，I/O传输数据可能会丢失。（1分） （4）4体交叉存储模式能提供的最大带宽为 4×4B/50ns=320MB/s。（2分）
正在整理中,欢迎在文下评论区提供答案解析,谢谢！
（1）平均每秒CPU执行的指令数为∶80M/4=20M，故 MIPS数为20;（1分） 平均每条指令访存 1.5 次，故平均每秒 Cache 缺失的次数=20M×1.5×（1-99%）=300k;（1 分）当 Cache 缺失时，CPU访问主存，主存与 Cache 之间以块为传送单位，此时，主存带宽为16B×300k/s=4.8MB/s。在不考虑 DMA传输的情况下，主存带宽至少达到4.8MB/s 才能满足 CPU的访存要求。（2分） （2）题中假定在 Cache 缺失的情况下访问主存，平均每秒产生缺页中断 300000×0.0005%=1.5次。因为存储器总线宽度为32位，所以每传送32位数据，磁盘控制器发出一次DMIA请求，故平均每秒磁盘 DMA 请求的次数至少为1.5×4KB/4B=1.5K=1536。（2分） （3）CPU 和 DMA控制器同时要求使用存储器总线时，DMA请求优先级更高;（1分）因为DMA请求得不到及时响应，I/O传输数据可能会丢失。（1分） （4）4体交叉存储模式能提供的最大带宽为 4×4B/50ns=320MB/s。（2分）
正在整理中,欢迎在文下评论区提供答案解析,谢谢！