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中断源 0 I0 I1 I2 I3 I4 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 屏蔽字 2 0 1 1 0 1 3 1 1 1 1 1 4 0 1 0 0 1 表中：设屏蔽位=1，表示屏蔽；屏蔽位=0，表示中断开放。

26. 设某机配有A、B、C三台设备，其优先顺序按A?B?C降序排列，为改变中断处理次序，它们的中断屏蔽字设置如下：

设备 A B C 屏蔽字 111 010 011 请按下图所示时间轴给出的设备请求中断的时刻，画出CPU执行程序的轨迹。设A、B、C中断服务程序的执行时间均为20? s。

解：A、B、C设备的响应优先级为A最高、B次之、C最低，处理优先级为A最高、C次之、B最低。CPU执行程序的轨迹图如下：

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程序A服务B服务C服务0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 t/usA请求B请求C请求

第9章 控制单元的功能

5. 设机器A的主频为8MHz，机器周期含4个时钟周期，且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS，试求该机的平均指令周期和机器周期，每个指令周期中含几个机器周期？如果机器B的主频为12MHz，且机器周期也含4个时钟周期，试问B机的平均指令执行速度为多少MIPS?

解：先通过A机的平均指令执行速度求出其平均指令周期，再通过主频求出时钟周期，然后进一步求出机器周期。B机参数的算法与A机类似。计算如下：

A机平均指令周期=1/0.4MIPS=2.5μs A机时钟周期=1/8MHz=125ns

A机机器周期=125ns×4=500ns=0.5μs

A机每个指令周期中含机器周期个数=2.5μs÷0.5μs=5个 B机时钟周期 =1/12MHz?83ns B机机器周期 =83ns×4=332ns

设B机每个指令周期也含5个机器周期，则： B机平均指令周期=332ns×5=1.66μs

B机平均指令执行速度=1/1.66μs=0.6MIPS

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结论：主频的提高有利于机器执行速度的提高。

6. 设某机主频为8MHz，每个机器周期平均含2个时钟周期，每条指令平均有4个机器周期，试问该机的平均指令执行速度为多少MIPS？若机器主频不变，但每个机器周期平均含4个时钟周期，每条指令平均有4个机器周期，则该机的平均指令执行速度又是多少MIPS？由此可得出什么结论？

解：先通过主频求出时钟周期，再求出机器周期和平均指令周期，最后通过平均指令周期的倒数求出平均指令执行速度。计算如下：

时钟周期=1/8MHz=0.125×10-6s 机器周期=0.125×10-6s×2=0.25×10-6s 平均指令周期=0.25×10-6s×4=10-6s 平均指令执行速度=1/10-6s=1MIPS

当参数改变后：机器周期= 0.125×10-6s×4=0.5×10-6s 平均指令周期=0.5×10-6s×4=2×10-6s 平均指令执行速度=1/（2×10-6s） =0.5MIPS 结论：两个主频相同的机器，执行速度不一定一样。

7. 某CPU的主频为10MHz，若已知每个机器周期平均包含4个时钟周期，该机的平均指令执行速度为1MIPS，试求该机的平均指令周期及每个指令周期含几个机器周期？若改用时钟周期为0.4μs的CPU芯片，则计算机的平均指令执行速度为多少MIPS？若要得到平均每秒80万次的指令执行速度，则应采用主频为多少的CPU芯片？

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解：先通过主频求出时钟周期时间，再进一步求出机器周期和平均指令周期。 时钟周期=1/10MHz=0.1×10-6s 机器周期=0.1×10-6s×4=0.4×10-6s 平均指令周期=1/1MIPS=10-6s

每个指令周期所含机器周期个数=10-6s /0.4×10-6s =2.5个 当芯片改变后：机器周期=0.4μs×4=1.6μs 平均指令周期=1.6μs×2.5=4μs 平均指令执行速度=1/4μs=0.25MIPS

若要得到平均每秒80万次的指令执行速度，则: 平均指令周期=1/0.8MIPS=1.25×10-6=1.25μs 机器周期=1.25μs÷2.5=0.5μs 时钟周期= 0.5μs÷4=0.125μs CPU主频=1/0.125μs=8MHz

8. 某计算机的主频为6MHz，各类指令的平均执行时间和使用频度如下表所示，试计算该机的速度（单位用MIPS表示），若上述CPU芯片升级为10MHz，则该机的速度又为多少？

指令类别 存取 加、减、比较、转移 平均指令执行时间 使用频度 35% 45% 0.6μs 0.8μs 乘除 10μs 1.4μs 其它 5% 15%