Calcule o tempo total necessário para executar um programa com 200 instruções no caminho de dados monociclo, sabendo que cada ciclo de clock dura 30 ns .

Passo 1

O enunciado pede para calcular o tempo total necessário para executar um programa que tem 200 instruções em um caminho de dados monociclo, sabendo que cada ciclo de clock dura 30 ns.
Dados fornecidos relevantes:
N = 200 \quad\text{(número de instruções)}úçõ
T_{\text{clk}} = 30\,\text{ns} \quad\text{(período do clock)}í
O que precisamos encontrar: o tempo total de execução T_{\text{total}}.

Passo 2

Entendendo o comportamento do caminho de dados monociclo (explicação didática):
Em um caminho de dados monociclo, cada instrução do programa é executada inteiramente em um único ciclo de clock. Ou seja, não há divisão da execução de uma instrução em vários ciclos: cada instrução consome exatamente um ciclo. Isso significa que o número total de ciclos necessários para executar o programa é igual ao número de instruções N. É por isso que o tempo total é simplesmente o produto do número de instruções pelo período do clock.

Passo 3

Definimos as variáveis e a fórmula a ser usada (aula curtinha sobre unidades e fórmula):
Seja
N \quad\text{o número de instruções},úçõ
T_{\text{clk}} \quad\text{o período do clock (tempo de um ciclo)},í
T_{\text{total}} \quad\text{o tempo total de execução}.çã
A relação é
T_{\text{total}} = N \cdot T_{\text{clk}}.
Explicação: cada instrução consome um ciclo, e cada ciclo dura T_{\text{clk}}, então multiplicamos.

Passo 4

Substituindo os valores do enunciado na fórmula:
T_{\text{total}} = 200 \cdot 30\,\text{ns}.
Calculemos passo a passo: 200 \cdot 30 = 200 \cdot (3\cdot 10) = (200\cdot 3)\cdot 10 = 600\cdot 10 = 6000. Portanto,
T_{\text{total}} = 6000\,\text{ns}.

Passo 5

Converter a resposta para unidades mais usuais (microsegundos e segundos) e interpretar:
Sabendo que 1\,\mu\text{s} = 1000\,\text{ns}, temos
6000\,\text{ns} = \frac{6000}{1000}\,\mu\text{s} = 6\,\mu\text{s}.
Em segundos:
6\,\mu\text{s} = 6\times 10^{-6}\,\text{s}.
Interpretação rápida e motivadora: executar 200 instruções a 30 ns por instrução leva apenas 6 microsegundos — rapidinho! Lembra que, em um projeto real, o período do clock é determinado pelo atraso da instrução mais lenta no caminho de dados monociclo.

Resposta

T_{\text{total}} = 6\,\mu\text{s} = 6000\,\text{ns} = 6\times 10^{-6}\,\text{s}

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