（11 分）假设某计算机的 CPU 主频为 80MHz CPI 为 4 并且平均每条指令访存 1.5 次 主存与 Cache
（11 分）假设某计算机的 CPU 主频为 80MHz，CPI 为 4，并且平均每条指令访存 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 4 体低位交叉存储器，工作时每 1/4 周期启动一个存储体，每个存储体传送周期为 50ns，则主存能提供的最大带宽是多少？
请帮忙给出正确答案和分析，谢谢！
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正确答案：
（1）MIPS=CPU 主频×10-6/CPI=80M/4=20；平均每条指令访存 1.5 次, Cache 的命中率为 99%，故每秒 Cache缺失的次数=20M×1.5×1%=300000（次）；
（ 2）在不使用 DMA 传送的情况下，所有主存的存取操作都需要经过 CPU，所以主存带宽至少应为20M/s×1.5×4B=120MB/s。
由于页式虚拟存储方式的页表始终位于内存，则产生缺页异常的只能是指令的访存。每秒产生缺页中断20M/s×1.5×0.0005%=150 次。因此平均每秒发出的 DMA 请求次数至少是 150×4KB/4B=150K 次。
（3）优先响应 DMA 请求。DMA 通常连接高速 I/O 设备，若不及时处理可能丢失数据。
（4）当 4 体低位交叉存储器稳定运行时，能提供的最大带宽为 4×4B/50ns=320MB/s。