ATIVIDADE - ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES

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Organização e arquitetura de computadores 
Atividade – A1F
1. Sobre qual modelo está baseada a arquitetura básica de um computador digital?
	R: Modelo de Von Neumann
2. Quais são as três unidades principais de um computador digital?
	R: Unidade central de processamento, memória e unidades de entrada ou saída de dados.
3. Qual o principal aspecto da arquitetura de Von Neumann?
R: O principal aspecto é proporcionar a possibilidade de uma máquina digital armazenar seus programas no mesmo espaço de memória que os dados, podendo assim manipular tais programas.
4. Uma evolução do modelo de Von Neumann fez surgir o modelo de barramento de Sistema (System Bus Model). Neste modelo todos os componentes do sistema são conectados a caminhos compartilhados chamados de barramento. Quais informações fluem através desses caminhos?
	R: Para transmitir dados, para identificar onde o dado deve ser lido/escrito e para coordenar o acesso aos barramentos de dados e endereços, para que não ocorram conflitos (do tipo vários periféricos querendo escrever na memória ao mesmo tempo).
5. Como os dispositivos conectados ao barramento são diferenciados?
	R: Cada barramento consiste de um determinado conjunto de fios interligando os componentes do sistema. Eles são diferenciados em: Barramento de dados, barramento de endereços e barramento de controle. 
6. Há como diferenciar endereços de memória de endereços de dispositivos de entrada e saída? Existem duas maneiras básicas de tratar esse problema. Explique-as.
	R: O registrador chamado de PC contém o endereço da próxima instrução que será executada. Este endereço é posto no MAR e em seguida no barramento de endereços. A unidade de controle faz então um pedido de leitura de memória e o seu resultado é colocado no barramento de dados, e então copiado para o MBR e, em seguida levado ao IR.
7. Qual a principal diferença entre a arquitetura de Von Neumann e arquitetura Harvard?
	R: A diferença entre a arquitetura Harvard e a de Von Neumann é que a primeira separa o armazenamento e o comportamento das instruções do CPU e os dados, enquanto a última utiliza o mesmo espaço de memória para ambos.
8. Em qual parte dos processadores modernos, por exemplo, no Intel Pentium 4, encontramos implementações da ideia da arquitetura Harvard?
	R: A principal vantagem desta arquitectura é dada pela dupla ligação às memórias de dados e programa (código), permitindo assim que o processador leia uma instrução ao mesmo tempo em que faz um acesso à memória de dados.
Encontramos nos núcleos de processamento
9. O que é um mnemônico?
	R: O mnemônico consiste na elaboração de suportes como esquemas, gráficos, símbolos, fórmulas, palavras ou frases relacionadas com o assunto que se pretende memorizar. Recorrer a esses suportes promove uma rápida associação e permite uma melhor assimilação do conteúdo.
10. O que é programação em linguagem de máquina?
	R: É uma linguagem formal que, através de uma série de instruções, permite que um programador escreva um conjunto de ordens, ações consecutivas, dados e algoritmos para criar programas que controlam o comportamento físico e lógico de uma máquina.
11. O que é programação em linguagem assembly?
	R: Assembly  é uma notação legível por humanos para o código de máquina que uma arquitetura de computador específica usa. A linguagem de máquina, que é um mero padrão de bits, torna-se legível pela substituição dos valores em bruto por símbolos chamados mnemônicos
12. O que significa linguagem de alto nível e linguagem de baixo nível?
	R: Chamamos de linguagem de alto nível aquela cuja sintaxe é voltada para o entendimento humano. Isso significa que esse tipo de linguagem é muito mais intuitivo, amigável e mais fácil de aprender, principalmente para iniciantes na área de programação. Para que isso seja possível, as linguagens de alto nível abstraem conceitos voltados para a máquina e sintetizam comandos.
As linguagens de baixo nível são aquelas cuja sintaxe está mais distante daqui que conhecemos por linguagem. A linguagem de baixo nível tem instruções diretas ao processador, sendo assim mais próximas da linguagem da máquina. Estas linguagens se classificam em dois tipos: as linguagens de máquina e as linguagens de montagem, conforme citadas no tópico anterior.
13. O que se entende por tamanho (comprimento) da palavra de um computador?
Ela indica a unidade de transferência entre a CPU e memória principal. Em geral, a maioria dos registradores em um computador possuem o mesmo comprimento da palavra. A quantidade de dados transferidos entre os processadores e a memória é também geralmente uma palavra.
14. O que é o ciclo de instrução?
Um ciclo de instrução (também chamado de ciclo de busca e execução ou ciclo busca-execução) é o período de tempo no qual um computador lê e processa uma instrução em linguagem de máquina da sua memória ou a sequência de ações que a CPU realiza para executar cada instrução em código de máquina num programa.
15. O que é um conjunto de instruções?
Conjunto de instruções são as operações que um processador, microprocessador, microcontrolador, CPU ou outros periféricos programáveis suporta, fornece ou disponibiliza para o programador, ou seja, é a representação em mnemônicos do código de máquina, com a finalidade de facilitar o acesso.
16. Quais são as partes básicas que formam uma instrução?
Partes de uma instrução:
OPCODE, Operando, Modo de Endereçamento.
17. Dê um exemplo para cada tipo de instrução.
OPCODE - indica ao processador o que fazer e como fazer(qual é a operação a ser executada), é o nome da instrução propriamente dito. Ele indica ao processador quais dados e onde a operação se realizará. Suas especificações e formatos são definidos no conjunto de instruções da arquitetura do processador em questão.
OPERANDO - É o dado que se deseja manipular. 
Um exemplo simples é:
· MOV   DS, AX;
Onde o valor no operando registrador AX deve ser movido para o registrador DS.
Dependendo da instrução, pode haver zero, um, dois ou mais operandos.
Modo de endereçamento - Exemplo: MOV AL, 35H (mova os dados 35H para o registro AL)
18. Qual a linguagem que um microprocessador entende?
O Microprocessador entende a linguagem de programação de baixo nível, em específico, A linguagem de primeira geração, ou 1GL, é o código de máquina. É a única linguagem que um microprocessador pode entender nativamente.
19. Como os mnemônicos escritos numa linguagem assembly são traduzidos em binário?
Utiliza palavras abreviadas, chamadas mnemônicos, indicando a operação a ser realizada pelo processador. Ele converte os mnemónicos em seus respectivos opcodes, calcula os endereços de referências de memória e faz algumas outras operações para gerar o código de máquina que será executado pelo computador. Ele pega um texto que é um código de programação e transforma em código binário (código de máquina)
20. O que são código fonte e código objeto?
Código-Fonte: criado em um editor de textos, contendo os comandos da linguagem de programação (C, Pascal...). Serve como entrada para o compilador. Código-Objeto: criado pela conversão do código-fonte em linguagem de máquina. É gerado pelo compilador.
21. Como uma linguagem alto nível é convertida em binário?
O computador deve converter os comandos dados em linguagem de alto nível para linguagem de máquina (códigos binários). Esta tarefa de conversão é feita por um programa especial de computador, isto é, um programa que recebe as instruções em linguagem de alto nível e dá como saída outro programa constituído de instruções binárias. Ao programa original, em linguagem de alto nível, dá-se o nome de Programa Fonte e ao resultado, em linguagem de máquina, de Programa Objeto.
Este programa especial recebe o nome de Compilador
22. Qual a diferença entre compilador e interpretador?
Enquanto um compilador analisa todo o código a fim de traduzi-lo de uma vez (muitas vezes, o resultado é um arquivo executável ou uma biblioteca), o interpretador faz esse trabalho de conversãoaos poucos, sempre que uma declaração ou função é executada, por exemplo
23. O que é um linker?
O linker é um utilitário que costuma ser complementar ao compilador. Ele pega código binário gerado pelo compilador e junta tudo, daí o nome, em um executável. O executável pode ser algo para chamada direta ou para ligação dinâmica (DLL).
24. O que é um debugger?
Um depurador (em inglês: debugger) é um programa de computador usado para testar outros programas e fazer sua depuração, que consiste em encontrar os defeitos do programa.
25. O que são modos de endereçamento?
Os modos de endereçamento referem-se às diferentes formas (tipos de instruções) que o microprocessador oferece para definir e acessar dados. O microprocessador pode conter modos de endereçamento que facilitam o acesso à lista de dados.
26. O seu interesse por computação já deve tê-lo feito desconfiar de que existem diferentes maneiras de melhorar o desempenho de um sistema: • melhorias podem ser feitas no próprio módulo de processamento • melhorias na organização do sistema de interconexão (barramentos) • melhorias no desempenho dos periféricos (memória, discos, etc.) • destituir o processador principal do cargo de mestre supremo, isto é, dar inteligência aos periféricos e barramentos para realizarem tarefas de forma independente (paralela) do processador principal. A partir dessas ideias, cite exemplos de melhorias que podem ser encaixadas nesses itens.
Desinstalar softwares desnecessários, substituir os periféricos por alguns mais atuais no mercado, o que pode facilitar muito o aumento do desempenho. Podemos também alterar a frequência do processador para que possamos obter um melhor desempenho, e diversas outras coisas podem ser feitas.