单缓冲与双缓冲工作方式

某计算机系统输入/输出采用双缓冲工作方式，其工作过程如下图所示，假设磁盘块与缓冲区大小相同，每个盘块读入缓冲区的时间T为10μs，由缓冲区送至用户区的时间M为6μs，系统对每个磁盘块数据的处理时间C为2μs。若用户需要将大小为10个磁盘块的Doc1文件逐块从磁盘读入缓冲区，并送至用户区进行处理，那么采用双缓冲需要花费的时间为（ ）μs，比使用单缓冲节约了（ ）μs时间。

单缓冲区和双缓冲区都使用的是流水线技术，所以用流水线计算公式算就可以。计算流水线执行时间的理论公式是：第一条指令顺序执行时间+（指令条数-1）周期，而周期是取各节点的最大处理时长。在本题中，单缓冲区的传送数据和输入数据是绑定在一起的，所以需要把它们结合起来视为流水线周期，构造成流水线后，整个过程划分为2个阶段，分别是16μs，2μs，根据流水线执行公式，流水线执行时间为：16μs+2μs+（10-1）16μs=162μs。 而对于双缓冲区来说，它们有多余的缓冲区可以进行单独的传送和输入数据。读入缓冲区和由缓冲区送至用户区可以并行处理，对于这里构造成流水线后，整个过程划分为3个阶段，1、从磁盘读入到缓冲区（10μs）；2、从缓冲区读入到（内存）用户区（6μs）；3、处理（内存）用户区数据（2μs）。根据流水线执行公式，流水线执行时间为：10μs+6μs+2μs+(10−1)⋅10μs=108μs。