## 第一題


### 範例



### Single cycle

single cycle的每次cycle是固定時間，而且必須跟**耗時最常時間的指令一樣長**，也就是**Load word**

* IF + ID + EX + MEM + WB


### Multi cycle

Multi cycle老師說背起來就對了
* load x5
* store x4
* branch x3
* jump x3
* R-type x4


### Pipeline


* 有1/3的load指令的結果，會被下一個指令所使用(load-use hazard)，會需要再多stall 1 clock，總計需2個clock
* load = 1/3 * 2 + 2/3 * 1 = 4/3
* 做branch的時候猜對的機率為1/2，猜對的話只要1個cycle，猜錯的話需要delay 2 cycle recover，總計需3個cycle
* branch = 1/2 * 1 + 1/2 * 3 = 2
* jump會 delay 1 cycle，總計為2個cycle
* jump = 2
* store, R-type 都是1個cycle
* store, R-type = 1


## 第二題


### R-type(3 register)

### I-type(2 register: lw, sw, addi)



### J-type


### sll, lui


### 112


### 112答案


### 110


### 109


## 第三題


### 課本解釋

* IF stage
* zero the IF/FD register
* ID stage
* use multiplexor to zero control signal
* EX stage
* use multiplexor to zero control lines


## 第四題

* 1.猜得快
* 2.猜的準
* 3.猜錯回復的快

### 109年出過的


## 第五題


### 各動作會涉及到的開關


* RegDst負責**控制**是否將資料寫入rt(0)或rd(1)
* RegWrite負責**開關**是否將資料寫入register
* ALUSrc負責**控制**是否將register2(0)或者instruction sign-extend(1)放入ALU運算
* PCSrc負責**控制**是否PC下一個為值為PC+4(0)或者要跳到另一個branch(1)
* MemRead負責**開關**是否能讀取記憶體
* MemWrite負責**開關**是否能將資料寫入記憶體
* MemtoReg負責**控制**寫入register的資料是從memory還是ALU

### 解答


* a. R-type, lw
* R-type, lw 都需要寫入Register
* b. 無
* lw 可以讀取記憶體
R-type MemtoReg是正常的，所以還是選正常的資料
(註: MemtoReg負責**控制**寫入register的資料是從memory還是ALU)
sw, beq的RegWrite是0
(註: RegWrite負責**開關**是否將資料寫入register)
* c. R-type
* R-type 會將運算的結果放入rd中
(註: RegDst負責**控制**是否將資料寫入rt(0)或rd(1))
* d. R-type, beq
* 這兩個指令都需要第二個register的資料
(註: ALUSrc負責**控制**是否將register(0)或者instruction sign-extend(1)放入ALU運算)
* e. 有可能在不該跳的地方跳
* 因為只要ALU的$zero為1，就有可能發生jump
(看上方電路)


### 110


* a. 同112
* b. 同112
* c. 同112
* d. 同112
* e. (自己想的，不一定是正確答案)
* 我會從control新增一條訊號控制是否要bne，如果為bne的話則該訊號為1，並且跟not \$zero的訊號做AND，再把該結果跟Branch和$zero做AND的結果再做一次OR

### 109


* a. lw
* lw無法將資料放入正確的register
* b. lw
* lw無法將記憶體的資料放入register
* c. 同112
* d. 同112
## 第六題

* 1-bit: 執行上次的結果
* 2-bit: 錯兩次才會換

### 1-bit prediction

* 紀錄上次的結果
* **執行上次的結果**


### 2-bit prediction

* 會記錄上一次和上上次的結果
* **錯兩次才會換**


## 第七題

### 112題目


### 112 答案

:::info
beq 後面的那個指令會需要fetch
:::


* b, c 小題



### 110題目



### 110解答

* \$2我就直接當作是2(00010)


:::warning
c.的B過程是對的，但是計算錯誤
= PC + 4 + (4096+34)\*4 = 28 + 16520 = 16548
:::


### 109題目


### 109答案

* \$1我就直接當作是1(00001)


:::warning
c.2應該是 PC + 4 + 8030 = 8082
:::