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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DO CEARÁ CAMPUS MOREIRA CAMPOS LISTA DE QUESTÕES JULIETH MORAIS DE OLIVEIRA ARQUITETURA DE COMPUTADORES ESTEVÃO SIMÃO FORTALEZA-CE 2022 1. Explique cada um dos termos seguintes com suas próprias palavras: • TRADUTOR: O tradutor tem como objetivo traduzir a linguagem humana para uma linguagem que o computador entende, assim ocorrendo a tradução entre a linguagem L1 e a L0. • INTERPRETADOR: Os interpretadores são os programas que examinam e decodificam a linguagem humana (L1), para poderem executar imediatamente. • MÁQUINA VIRTUAL: A máquina virtual é uma representação da abstração que se faz capaz de reconhecer e executar diretamente as instruções de uma linguagem especifica, assim possuindo série de camadas ou níveis, desde a linguagem ou nível mais simples à linguagem mais sofisticada. 2. É concebível um compilador gerar saída para o nível de microarquitetura em vez de para o nível ISA? Discuta prós e contras dessa proposta. • É possível, mas isso irá resultar em uma produção de código muito maior do que o previsto, e problemas para o compilador, já que o mesmo terá que lidar com uma linguagem de baixo nível, assim tornando-a mais complexa. O lado bom de tal método é que o compilador irá executar o programa bem mais rápido, já que não se fara necessária a interpretação da linguagem. 3. Considere um computador com interpretadores idênticos nos níveis 1, 2 e 3. Um interpretador precisa de n instruções para buscar, examinar e executar uma instrução. Uma instrução de nível 1 demora k nanossegundos para executar. Quanto tempo demora para executar uma instrução nos níveis 2, 3 e 4? • Irá se perder um fator de n para cada nível, sendo assim o tempo para execução de uma instrução será kn, kn2, e kn3, respectivamente. 4. Em que sentido hardware e software são equivalentes? E não equivalentes? • São equivalentes pois o hardware precisa do software, e o software do hardware, sendo assim teoricamente suas funcionalidades podem serem feitas pelos dois. Na não equivalência as diferenças entre os dois se vem do software ser um conjunto de instruções para o hardware, fazendo a diferença entre suas performances. 5. A máquina diferencial de Babbage tinha um programa fixo que não podia ser trocado. Isso é em essência a mesma coisa que um CD- ROM moderno que não pode ser trocado? Explique sua resposta. • Não, pois a maquina diferencial de babbage é estruturada para que não se pudesse ser trocado o programa, sendo assim necessária a substituição da máquina, já que a mesma não tem o sentido de armazenamento em que se faz possível a troca do programa como o CD- ROM. 6. Uma das consequências da ideia de von Neumann de armazenar um programa na memória é que esses programas podem ser modificados, exatamente como os dados. Você consegue imaginar um exemplo onde essa facilidade poderia ser útil? (Dica: pense em efetuar aritmética em vetores.) • Pode-se ser usado como exemplo um programa que tem com intuito calcular o produto interno de dois arrays. Sendo suas duas primeiras instruções a busca dos A[0] e B[0], e depois fazer com que as instruções seja incrementadas para apontar o A[1] B[1], respectivamente. 7. Dê o nome de três eletrodomésticos ou aparelhos candidatos a funcionar com uma CPU embutida. • Micro-ondas, televisões, smartphones, maquinas de lavar e alarmes contra roubo. 8. Descreva os principais tipos de computadores existentes. Cite exemplos de cada um. • O Computador descartável que são computadores simples com um único chip, tal quais RFID. Os microcontroladores que são computadores embutidos em dispositivos como os utilizados em eletrodomésticos. Computadores móvel e de jogos que são os com recursos gráficos especiais como os videogames ou celulares. Computador pessoas sendo eles desktop ou notebooks. Servidores com destino de atender vários usuários ou programas, como servidores de banco de dados. Mainframes é um computador de grande porte com grande capacidade de processamento como os terminais. 9. O que você entende sobre programa de computador? • São instruções que o computador irá executar, sendo os programas arquivos onde são encontrados um conjunto de instruções, que são escritas em uma linguagem de programação. 10. Conceitue os termos hardware e software. Dê exemplos. • O hardware é a parte física do computador, sendo as peças que o compõe, como teclado, monitor, placa mãe, placa de vídeo. O software são programas que fazem com que o computador funcione de acordo com sua finalidade, como os aplicativos ou os sistemas operacionais. 11. A figura 2.1 apresenta uma organização de um computador simples. Descreva: • As funções da Unidade de Controle: É responsável por buscar instruções na memória principal e determinar seu tipo • A unidade de lógica e aritmética (ULA): efetua operações como adição, AND, e booleano para executar ações. • Registradores: Pequena memoria de alta velocidade usada para armazenar resultados temporários e para algum controle de informações. • Memória Principal: É a memória de rápido acesso que armazena informações e dados, sendo uma memória volátil • Dispositivos de entrada e saída: São as interfaces de E/S de contato com o mundo externo • Barramento: É um conjunto de linhas de comunicação que permitem a interligação entre dispositivos. 12. Qual a diferença entre linguagem de alto nível e linguagem de máquina? • Linguagens de alto nível são aquelas mais próximas da linguagem humana, sendo assim possível o entendimento delas pelos mesmos, entretanto as maquinas não conseguem ler diretamente a linguagem humana, e para isso se faz necessária a tradução da linguagem humana para a linguagem das maquinas, então é possível observar que a maior diferença entre elas é que uma busca o maior entendimento de um grupo, enquanto a outra busca de outro grupo. Entretanto a linguagem de alto nível ainda precisam serem compiladas para serem traduzidas para uma linguagem que as maquinas possam entender, sendo ela constituída totalmente de números. 13. Cite os conceitos fundamentais de um computador que se inspire na arquitetura de John von Neumann. • É um computador que tem como pilares a unidade de processamento central, o sistema de memoria e um sistema de E/S. É característico desta arquitetura o fato que há apenas um caminho entre a memoria e CPU, sendo assim a memoria não consegue trabalhar em altas frequências tão altas quanto a CPU, nisso a CPU fica ociosa por um certo tempo. 14. Defina a arquitetura de Harvard, na organização de computadores. Dê exemplos. • É uma arquitetura que possui duas memorias diferentes e independentes em termos de barramento e ligação ao processador, sendo baseada na separação de barramentos de dados das memorias onde estão as instruções de programa, permitindo que um processador possa acessar as duas simultaneamente, obtendo um desempenho melhor, pois pode buscar uma nova instrução enquanto executa outra. A principal vantagem é pela dupla ligação as memorias de dados e programa, permitindo que o processador leia uma instrução ao mesmo tempo que faz um acesso a memoria de dados. Um exemplo são os PIC sendo microcontroladores.
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