Questão de Informática

A figura 1 ilustra um pipeline com cinco unidades, também denominadas estágios. O estágio 1 busca a instrução na memória e a coloca em um buffer até que ela seja necessária. O estágio 2 decodifica a instrução, determina seu tipo e de quais operandos ela necessita. O estágio 3 localiza e busca os operandos, seja nos registradores, seja na memória. O estágio 4 é que realiza o trabalho de executar a instrução, normalmente fazendo os operandos passar pelo caminho de dados. Por fim, o estágio 5 escreve o resultado de volta no registrador adequado. Na figura 2, vemos como o pipeline funciona em função do tempo. Durante o ciclo de relógio 1, o estágio S1 está trabalhando na instrução 1, buscando-a na memória. Durante o ciclo 2, o estágio S2 decodifica a instrução 1, enquanto o estágio S1 busca a instrução 2. Durante o ciclo 3, o estágio S3 busca os operandos da instrução 1, o estágio S2 decodifica a instrução 2, e o estágio S1 busca a terceira instrução. Durante o ciclo 4, o estágio S4 executa a instrução 1, S3 busca os operandos para a instrução 2, S2 decodifica a instrução 3 e S1 busca a instrução 4. Por fim, durante o ciclo 5, S5 escreve (grava) o resultado da instrução 1 de volta no registrador, enquanto os outros estágios trabalham nas instruções seguintes. 36 CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO S1 S2 S3 S4 S5 Unidade de Unidade de Unidade de Unidade de Unidade busca de decodificação busca de execução de de instrução de instrução operando instrução Gravação Figura 1-Pipelinede 5 estágios. S1 : 1 2 3 4 5 S2 : 1 2 3 4 S3 : 1 2 3 S4 : 1 2 S5 : 1 1 2 3 4 5 Tempo 6 7 8 9 5 6 7 8 4 5 6 7 ... 3 4 5 6 2 3 4 5 6 7 8 9 Figura 2- Estado de cada estágio como uma função do tempo. São ilustrados 9 ciclos do relógio. TANENBAUM, A. S. Organização Estruturada de Computadores. 5. ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, p. 35, 2007 (adaptado). Considerando o modelo teórico do pipeline apresentado, avalie as afirmações a seguir. I. Uma falta na busca de instrução (nenhuma instrução buscada), em determinado ciclo, causará uma bolha (ausência de instrução útil) no estágio S1, e essa bolha percorrerá todos os estágios seguintes, um após o outro, nos próximos 4 ciclos, até ser eliminada do pipeline. II. Cada instrução leva 5 ciclos para ser executada, mas se alguma instrução não precisar passar por determinado estágio, ela poderá percorrer o pipeline em um número menor de ciclos, por exemplo, se a instrução não possuir operandos ela não precisará passar pelo estágio S3 e assim poderá ser movida diretamente para o estágio S4. III. Dispondo de cache de dados separada da cache de instruções, o estágio S1 busca instruções na cache de instruções e dados na cache de dados. IV. Dispondo de BTB (branch target buffer), após a busca de uma instrução de desvio condicional, as instruções seguintes podem ser buscadas e colocadas no pipeline, o que evita bolhas em seus vários estágios. É correto apenas o que se afirma em