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# 108期中(施工中)
## 1.請說明Big Endian和Little Endian的差異。請以儲存12345678H(4Byte)的資料作說明
- Big Endian: most-significant byte at least address of a word.
- Little Endian: least-significant byte at least address.
#### 位址 0 1 2 3 4 5 6 7
(BIG) : 1 2 3 4 5 6 7 8
#### 位址 0 1 2 3 4 5 6 7
(LITTLE) : 8 7 6 5 4 3 2 1

## 2. 請說明`jr`與`jal`的用途與差異。
jr指令為使用暫存器的跳躍指令，跳躍位址在暫存器中，用於switch和程序返回

jal指令為帶有連結功能的直接跳躍指令，指令的跳躍地址在指令中，跳躍發生時把返回地址存放到R31暫存器中，用於程序呼叫。

## 3. 請問下列每一項是否為RISC處理器的特性(features)?
### 題目缺失!!!

## 4.因為沒有暫存器搬移指令，請說明如何達到暫存器搬移功能,(please use $s1 move to $t2 as an example)

add指令建立move偽指令，即
move $s1,$t2
實際為add $s1, $0, $t2

## 5. If branch target is too far to encode with 16-bits offest(I format), 請舉例如何解決。(Please use beq and bne as an example)

當要跳過去的目標位置太遠無法用 16 bit 表達
可以改寫指令使存放 address 的 bit 更大
e.g.1. j and jal 有 26 bits
e.g.2.
>> beq $s0, $s1, L1
>>...
>>...
>>bne $s0, $s1, L2
>>j L1

>L2: ...

## 6. (題組)
#### a. 請用圖示說明MIPS的定址法(Addressing): Register Addressing、Base Addressing、PC-Relative Addressing 及Pseudo direct Addressing。(搭配MIPS R-I-J指令格式解釋)

- MIPS addressing mode


#### b. 說明Base Addressing, PC-Relative Addressing的差異。
- Base Addressing和PC-Relative Addressing的差異在於Base Addressing 在計算位址時是暫存器加上指令常數。
- PC-Relative Addressing 在計算位址時則是PC加上指令常數。

#### c. 為何Immediate Addressing最有效率？
- immediate Addressing最有效率的原因是不需要去找位址。

## 7. Please fill the blank each:

while(save[i] == k)
    i += 1

$s3 --> i
$s5 --> k
$s6 --> save[]


Loop : 
    sll   $t1, $s3, 2    # i 乘 4 後存到$t1暫存器
    add   $t1, $t1,$s6   # 陣列的初始地址+$t1暫存器 就是save[i] 的地址
    lw    $to, 0($t1)    # save[i] 的memory地址 載到CPU暫存器 $t0
    bne   $to, $s5,Exit  # 如果 save[i] 不等於 k ，跳到Exit那一行
    addi  $s3,$s3,1      # i += 1
    j     Loop           # 代表迴圈，會跳到Loop那一行
Exit:                    # 代表迴圈結束，結束程式

43 9 19 0 (不確定

## 8.We have a processor with the following components , please draw the data path on those components for `add` and `sw` instructions respectively.
### a. `add rd, rs, rt`

### b. `sw rs, offset(rt)`

## 9. 何為 Pipeline Hazards (危障)，與前饋(Forwarding)請詳述

Pipeline Hazards：在進行管線化時有些情況會導致下個指令無法正確執行

Forwarding： 不等到第一個指令將結果寫回，直接在第一個指令完成Execution 時將結果傳送給第二個指令的 Execution Input 。

## 10. What is branch prediction technique for pipeline optimization?

## 11. Please use the following example to demonstrate the results after applying the technologies of Delay Branch and Optimization of Delay Branch, respectively. (X, Y and Z is memory addresses, A, B, and C are registers,pipeline is I-E-D three stages, compiler will insert noop for pipeline stall)


| Address | Normal Branch |
|:-------:| ------------- |
| 0100 | `Load A, X` |
| 0104 | `Add A, 1` |
| 0108 | `Jump 0114` |
| 010C | `Add A, B` |
| 0110 | `Sub C, B` |
| 0114 | `Store A, Z` |
| 0118 | `Load A, Y` |

### a. Draw the pipeline diagram for delay branch with inserting noop.

### b. Draw the pipeline diagram by using optimization of the delay branch.