Considere o seguinte programa em linguagem assembly MIPS:
ADD $R1, $R2, $R3
LW $R4, 0($R5)
SW $R6, 4($R7)
Qual o número total de ciclos de clock necessários para executá-lo no modelo multiciclo? considerando:
ADD: 4 ciclos de clock.
LW: 5 ciclos de clock.
SW: 4 ciclos de clock.

Passo 1

O que o enunciado pede: calcular o número total de ciclos de clock necessários para executar, no modelo multiciclo, as três instruções dadas, uma após a outra.
Informações que o enunciado fornece:
\text{ADD }\$R1,\$R2,\$R3 — custo: \,4\, ciclos de clock.
\text{LW }\$R4,0(\$R5) — custo: \,5\, ciclos de clock.
\text{SW }\$R6,4(\$R7) — custo: \,4\, ciclos de clock.

Passo 2

Pequena aula sobre o modelo multiciclo (explicação didática e curta):
No modelo multiciclo cada instrução é executada em vários passos/estágios (por exemplo: busca da instrução, decodificação e leitura de registradores, execução na ALU, acesso à memória, escrita de volta). Cada um desses passos ocupa exatamente um ciclo de clock. Importante: no modelo multiciclo clássico as instruções são completadas uma por vez — os estágios são reutilizados por instruções diferentes, não há sobreposição de estágios entre instruções (ao contrário de um pipeline). Por isso, se cada instrução tem um custo em ciclos (já fornecido), o tempo total para executar várias instruções sequenciais é a soma desses custos.

Passo 3

Interpretação didática dos custos dados (o que esses números representam):
  • Para a instrução \text{ADD }\$R1,\$R2,\$R3 o custo \,4\, ciclos normalmente corresponde aos estágios: IF (busca), ID (decodificação e leitura de registradores), EX (ALU) e WB (write-back). Cada um ocupa 1 ciclo, somando \,4\,.
  • Para a instrução \text{LW }\$R4,0(\$R5) o custo \,5\, ciclos normalmente corresponde aos estágios: IF, ID, EX (cálculo do endereço), MEM (leitura de memória) e WB (escrita no registrador). Soma = \,5\,.
  • Para a instrução \text{SW }\$R6,4(\$R7) o custo \,4\, ciclos normalmente corresponde a: IF, ID, EX (cálculo do endereço) e MEM (escrita na memória). Soma = \,4\,.
Essas decomposições mostram o porquê dos números dados; não precisamos detalhar mais porque o enunciado já fornece os custos.

Passo 4

Cálculo do número total de ciclos: somamos os custos de cada instrução, pois no modelo multiciclo elas não se sobrepõem. Fazendo a soma passo a passo:
4 + 5 = 9
9 + 4 = 13
Ou direto:
4 + 5 + 4 = 13.

Resposta

13 ciclos de clock.

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