Arquitetura de Computadores

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FIC – Faculdades Integradas de Caratinga 
Ciência da Computação, autoriz. MEC, portaria 585, de 26/06/98 
Arquitetura de Computadores Prof. Maicon Ribeiro 
Nome: Grace Kelly da Silva 
4º Período – Ciências da Computação 
Exercícios de revisão (2ª Avaliação) 
 
1. Explique a utilidade de cada uma das unidades funcionais encontradas nos caminhos de 
dados monociclo e multiciclo. 
As unidades funcionais implementadas no processador MIPS são construídas a partir de lógicos 
combinacionais e seqüenciais. 
O caminho de dados multiciclo cada passo de execução gasta um período de clock, com isso a 
implementação multiciclo permite que uma unidade funcional seja utilizada mais de uma vez por instrução, 
uma vez que ela está sendo usada em ciclos diferentes do clock. Este fato ocorre porque a unidade 
funcional está sendo usada em diferentes ciclos de clock. Isso permite que se reduza a quantidade de hardware 
necessário à implementação por causa do compartilhamento. As vantagens da implementação multiciclo são: 
executar instruções em quantidades diferentes de períodos de clock e compartilhamento de unidades 
funcionais. 
O caminho de dados monociclo se propõe a executar todas as instruções dentro de um único período de clock. 
Por isso, nenhum dos recursos pode ser utilizado mais de uma vez por instrução, ele deve ser grande o 
suficiente para acomodar todos as instruções a serem consideradas. Com isto ele se torna ineficaz. Todas as 
instruções gastam o mesmo tempo para serem executadas, o ciclo de clock de cada instrução vai 
corresponder na maior instrução a ser executada. 
 
2. Compare a quantidade de ciclos de clock necessários para executar as seguintes instruções 
em um caminho de dados multiciclo simples e multiciclo com pipeline (considere um 
pipeline com 3 núcleos): 
a) add $s1, $s2, $s3 
a) add $s4, $s5, $s6 
a) add $s7, $s8, $s9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIC – Faculdades Integradas de Caratinga 
Ciência da Computação, autoriz. MEC, portaria 585, de 26/06/98 
Arquitetura de Computadores Prof. Maicon Ribeiro 
Nome: Grace Kelly da Silva 
4º Período – Ciências da Computação 
PIPELINE 
Instruções 1º Ciclo 2º Ciclo 3º Ciclo 4º Ciclo 5º Ciclo 6º Ciclo 7º Ciclo 8º Ciclo 9º Ciclo 10º Ciclo 11º Ciclo 
add $s1, $s2, $s3 
 Gera o 
endereço 
para o 
registrador 
PC 
 
busca o 
registrador $s3 
na memória 
 
leva o 
registrador $s3 
para o banco 
de 
registradores 
 
busca o 
registrador $s2 
na memória 
 
leva o 
registrador $s2 
ao banco de 
registradores 
 
carrega o 
registrador $s3 
e o registrador 
$s2 para o 
registrador a e 
b 
 
Faz o calculo 
na ULA 
 
Armazena 
o resultado 
na Saida da 
Ula 
 
volta 
informação 
para a 
memória 
 
 
add $s4, $s5, $s6 
 
 Gera o 
endereço para 
o registrador 
PC 
 
busca o 
registrador $s6 
na memória 
 
leva o 
registrador $s6 
para o banco 
de 
registradores 
 
busca o 
registrador $s5 
na memória 
 
leva o 
registrador $s5 
para o banco 
de 
registradores 
 
 
 
carrega o 
registrador 
$s6 e o 
registrador 
$s5 para o 
registrador a e 
b 
 Faz o 
calculo na 
ULA 
 
Armazena o 
resultado na 
Saida da Ula 
 
 
add $s7, $s8, $s9 
 
Gera o 
endereço para 
o registrador 
PC 
 
busca o 
registrador $s9 
na memória 
 
 busca o 
registrador $s8 
na memória 
 leva o 
registrador 
$s8 ao banco 
de 
registradores 
 
carrega o 
registrador 
$s9 e o 
registrador 
$s8 para o 
registrador 
a e b 
 
 
 Armazena o 
resultado na 
Saida da Ula 
 
 
 
 
 
 
FIC – Faculdades Integradas de Caratinga 
Ciência da Computação, autoriz. MEC, portaria 585, de 26/06/98 
Arquitetura de Computadores Prof. Maicon Ribeiro 
Nome: Grace Kelly da Silva 
4º Período – Ciências da Computação 
MULTICICLO 
Instr
uções 
1º 
Ciclo 
2º 
Ciclo 
3º 
Ciclo 
4º 
Ciclo 
5º 
Ciclo 
6º 
Ciclo 
7º 
Cic
lo 
8º 
Ciclo 
9º 
Ciclo 
10º 
Ciclo 
11º 
Ciclo 
12º 
Ciclo 
13º 
Ciclo 
14º 
Ciclo 
15º 
Ciclo 
16º 
Cic
lo 
17º 
Ciclo 
18º 
Ciclo 
19º 
Ciclo 
20º 
Ciclo 
21º 
Ciclo 
22º 
Ciclo 
23º 
Ciclo 
24º 
Ciclo 
25º 
Cic
lo 
26º 
Ciclo 
27º 
Ciclo 
add 
$s1, 
$s2, 
$s3 
Gera 
o 
ender
eço 
para o 
registr
ador 
PC 
busca 
o 
registr
ador 
$s3 
na 
memó
ria 
leva o 
registra
dor $s3 
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banco 
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dores 
busca 
o 
registr
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na 
memó
ria 
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registra
dor $s2 
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banco 
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registra
dores 
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a o 
registr
ador 
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o 
registr
ador 
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e b 
Faz 
o 
calc
ulo 
na 
UL
A 
Arma
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o 
result
ado 
na 
Saida 
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volta 
infor
mação 
para a 
memó
ria 
 
add 
$s4, 
$s5, 
$s6 
 
Gera 
o 
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PC 
busca 
o 
registr
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na 
memó
ria 
leva o 
registra
dor $s6 
para o 
banco 
de 
registra
dores 
busca 
o 
registr
ador 
$s5 
na 
memó
ria 
leva o 
registra
dor $s5 
ao 
banco 
de 
registra
dores 
carreg
a o 
registr
ador 
$s6 e 
o 
registr
ador 
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registr
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e b 
Faz 
o 
calc
ulo 
na 
UL
A 
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o 
result
ado 
na 
Saida 
da 
Ula 
volta 
infor
mação 
para a 
memó
ria 
 
add 
$s7, 
$s8, 
$s9 
 
Gera 
o 
ender
eço 
para o 
registr
ador 
PC 
busca 
o 
registr
ador 
$s9 
na 
memó
ria 
leva o 
registra
dor $s9 
para o 
banco 
de 
registra
dores 
busca 
o 
registr
ador 
$s8 
na 
memó
ria 
leva o 
registra
dor $s8 
ao 
banco 
de 
registra
dores 
carreg
a o 
registr
ador 
$s9 e 
o 
registr
ador 
$s8 
para o 
registr
ador a 
e b 
Faz 
o 
calc
ulo 
na 
UL
A 
Arma
zena 
o 
result
ado 
na 
Saida 
da 
Ula 
volta 
infor
mação 
para a 
memó
ria