A respeito dos sistemas de computadores, responda:
Ainda considerando a máquina acima, suponha que carregar os registradores de entrada da ULA leve 5 ns , executar a ULA demore 10 ns e armazenar o resultado de volta no registrador de rascunho tome 5 ns . Qual é o número máximo de MIPS de que essa máquina é capaz na ausência de paralelismo (pipelining)?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão é de Sistemas de Computadores e pede pra gente achar o máximo de MIPS (Milhões de Instruções Por Segundo) que essa máquina consegue quando não tem pipelining rolando.
O que vamos precisar:
  • Entender o que é MIPS e como calcular.
  • Somar os tempos de cada fase de uma instrução (carregar, executar e armazenar).
  • Converter isso em instruções por segundo e depois em milhões.

Passo 2

Primeiro, lembra o que é MIPS?
MIPS = instruções por segundo ÷ 10^6.
Pra achar instruções por segundo, a gente precisa saber quanto tempo leva UMA instrução completa nessa máquina. Cada instrução tem três partes:
  1. carregar registradores de entrada: 5 ns
  2. executar ULA: 10 ns
  3. armazenar resultado: 5 ns
Então o tempo total de uma instrução é:
tinstr = 5,ns + 10,ns + 5,ns = 20,ns

Passo 3

Agora converte 20 ns em segundos:
20,ns = 20 times 10^-9,s
Isso é o tempo que leva pra processar 1 instrução. Logo, o número de instruções por segundo é o inverso disso:
IPS = 1tinstr = 120 times 10^-9,s = 50 times 10^6,instr/s

Passo 4

Pra virar MIPS, divide por 10^6:
MIPS = 50 times 10^610^6 = 50

Resposta

A máquina consegue, no máximo, 50 MIPS sem pipelining.

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