普考-資訊處理計算機概要110 年第 8 題單選題
設以管道化(Pipelining)機制改善中央處理單元(Central Processing Unit, CPU)效能時,且管道中包含五個步驟:指令執行(Instruction Execute)、指令解碼(Instruction Decode)、記憶體存取(Memory Access)、結果寫回(Result Write Back)與指令擷取(Instruction Fetch)。通常處理器以何種步驟的順序完成一道指令的執行?
A指令執行、記憶體存取、結果寫回、指令擷取與指令解碼
B指令解碼、記憶體存取、指令執行、結果寫回與指令擷取
C指令擷取、指令解碼、指令執行、記憶體存取與結果寫回正確答案
D結果寫回、記憶體存取、指令擷取、指令解碼與指令執行
C正確答案
五階段管線標準順序:IF→ID→EX→MEM→WB,先抓指令再解碼執行,最後寫回。
為什麼答案是 C
標準 MIPS 五階段管線:IF(擷取)→ID(解碼)→EX(執行)→MEM(記憶體存取)→WB(寫回),完全符合教科書定義。
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完整詳解
Pro · 無限重點 五階段管線標準順序:IF→ID→EX→MEM→WB,先抓指令再解碼執行,最後寫回。
記口訣「擷解執存寫」(IF-ID-EX-MEM-WB),任何 CPU 指令週期都從擷取開始。
逐選項分析
A✕
從「指令執行」開始就錯了,沒擷取怎麼執行?順序整個亂掉,擷取跑到倒數第二位。
B✕ 陷阱
陷阱選項!跳過擷取直接解碼,且把 MEM 放到 EX 前面也不對。管線必須先 IF 才能 ID。
C✓ 正確
標準 MIPS 五階段管線:IF(擷取)→ID(解碼)→EX(執行)→MEM(記憶體存取)→WB(寫回),完全符合教科書定義。
D✕
把「寫回」放第一個完全顛倒,連指令都還沒抓就寫回?邏輯不通。
CPU 五階段管線 (MIPS Pipeline)
| 順序 | 階段 | 縮寫 | 工作內容 |
|---|
| 1 | 指令擷取 | IF | 從記憶體抓指令到 IR |
| 2 | 指令解碼 | ID | 解析 opcode、讀暫存器 |
| 3 | 指令執行 | EX | ALU 運算、算位址 |
| 4 | 記憶體存取 | MEM | Load/Store 存取記憶體 |
| 5 | 結果寫回 | WB | 將結果寫回暫存器 |
題目故意把五個階段順序打亂讓你選,考生若沒記熟「IF-ID-EX-MEM-WB」口訣容易被 B 誤導(B 把 EX 和 MEM 對調)。記住:任何指令都必須先擷取才能解碼,解碼後才執行。