ARQUITETURA DE COMPUTADORES

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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
Questão 1
Potentes, os computadores atuais podem ser levados até nossos bolsos, como é o caso dos celulares. Entretanto, em sua primeira versão, um computador ocupava uma sala inteira e pesava o equivalente a 30 carros. Para essa enorme evolução acontecer, diversas descobertas científicas e tecnológicas foram fundamentais.
Assinale a alternativa que contém o conjunto de tecnologias desenvolvido na ordem cronológica correta para permitir o desenvolvimento dos computadores:
O transistor permitiu a miniaturização dos componentes do computador, rendendo aos seus criadores o Nobel de Física de 1956. Os circuitos integrados permitiram a colocação de diversos transistores e portas lógicas em uma só pastilha de silício. Isso possibilitou a feitura de microprocessadores capazes de operar um computador programável e genérico a partir de um único chip.
Questão 2
Assim como a maioria dos avanços tecnológicos, os computadores foram construídos e desenvolvidos a partir de outras tecnologias que os precederam. Assinale a alternativa que não representa uma tecnologia precursora dos computadores:
O primeiro computador funcionava à base de válvulas termiônicas. O transistor as substituiu posteriormente.
Questão 1
Escolha a alternativa que, respectivamente, apresenta exemplos de software e de hardware em um sistema computacional:
O jogo de computador é um software finalístico, enquanto a placa de vídeo é um exemplo de hardware periférico que permite a execução de jogos com gráficos avançados.
Questão 2
Um sistema computacional precisa de um local para armazenar os dados e os programas que nele serão executados. Que elemento exerce essa função essencial?
Das quatro opções apresentadas, a única considerada fundamental para o funcionamento de um sistema computacional é a memória principal: trata-se da implementação da fita teórica da máquina universal pensada por Alan Turing.
Questão 1
Os sistemas operacionais modernos têm muitas responsabilidades na tarefa de gerir os recursos de um computador. Com isso, assinale a alternativa que lista as tarefas do sistema operacional.
Executar processos é tarefa do processador (CPU), a tarefa do SO é escalonar os processos, ou seja, determinar qual processo irá executar em um determinado instante. Além disto, o S.O. gerencia memória e periféricos.
Questão 2
Antes da carga do sistema operacional, um outro software é responsável por inicializar o computador e fazer as configurações e acessos ao disco necessários para o seu correto funcionamento. Esse software é chamado de:
A BIOS (Basic Input Output System) é o software responsável por testar o hardware ao ligar o computador e dar início a carga do sistema operacional. É gravada em memória flash e seu acesso independe de ação do usuário.
Questão 1
Diversas tecnologias, desde cabos que conectam os computadores a protocolos de comunicação, são necessárias para o funcionamento da internet.
Qual é o elemento responsável por determinar os caminhos e enviar os pacotes de dados entre as redes que compõem a internet?
Os roteadores são os responsáveis por determinar as rotas intermediárias e transmitir os pacotes entre redes para que eles possam chegar ao destino. O cerne da internet é de roteadores de grande capacidade dos ISP (provedores de serviço de internet), que fazem conexões entre si com cabos de altíssima velocidade.
Questão 2
Discutimos como a conexão de computadores em rede e o posterior surgimento da internet foram importantes para o desenvolvimento e a relevância da área da computação. Uma das principais tecnologias desenvolvidas na área foi a World Wide Web (WWW), muitas vezes confundida com a própria internet.
Assinale a alternativa que apresenta o que é a WWW.
A World Wide Web é o conjunto de páginas de hipertexto (texto com links para outras páginas) que surgiu no início da difusão da internet – o principal serviço utilizado nela. Ao iniciarmos nosso programa navegador de internet (em browsers como Chrome, Firefox, Safari ou Internet Explorer), navegamos pelas páginas da WWW. Há diversos outros serviços que utilizam a internet para se conectar aos usuários, como e-mail, mensagens instantâneas, jogos on-line etc.
Questão 1
Na literatura, encontram-se diversas classificações de sistemas operacionais (SO). Uma delas classifica os SO nos seguintes tipos: Em lotes (batch), de tempo compartilhado (time sharing) e de tempo real (real time). Sobre esse assunto, considere as assertivas abaixo:
I. Sistemas operacionais de tempo compartilhado e tempo real são dependentes do tempo de execução de cada programa, porém se baseiam em diferentes parâmetros de eficiência.
II. Sistemas do tipo lote (batch) podem ser multitarefa.
III. Sistemas operacionais de tempo real são mais adequados para executar rotinas do tipo lote (batch), se for desejado obter resultados no tempo mais curto possível.
IV. Ao executar um programa do tipo batch, um sistema operacional de tempo compartilhado se comporta como um sistema monotarefa, desativando as rotinas de alternância de programas em execução.
Estão corretas as assertivas:
Sistemas de tempo compartilhado permitem que múltiplos usuários remotos executem suas tarefas simultaneamente no computador. Sistemas de tempo real possuem o tempo como parâmetro fundamental.
III: O sistema de processamento em lote (batch) processa tarefas de rotina sem a presença interativa do usuário, independentemente do tipo de sistema operacional que o executa.
IV: A afirmação da execução do sistema operacional de tempo compartilhado não procede.
Questão 2
A ilustração gráfica a seguir representa um sistema que utiliza uma técnica na qual as solicitações de entrada ou saída de dados e a execução de uma única tarefa devem ser executadas pela CPU em alternância de tempo. Apenas uma tarefa pode utilizar os recursos disponíveis até que ela seja encerrada, dando lugar a outra tarefa.
Essa técnica é conhecida como:
Nos Sistemas monoprogramáveis, o processador, memória e periféricos permanecem dedicados exclusivamente à execução de um programa.
Questão 1
A sequência básica de execução de operações primitivas é a definição de:
As etapas básicas de um ciclo de instrução podem ser simplificadas para o acrônimo BDE: Buscar instrução na memória. Decodificar a operação a ser realizada e buscar operando, se houver. Executar a operação.
Questão 2
Um sistema de computação (S.C.) possui um processador que endereça 4 Mega (M) de endereços de memória principal no máximo. Qual é a largura de seu barramento de endereços (BE) em bits?
A quantidade de endereços de memória a serem endereçados pelo barramento de endereços é obtida da seguinte forma: N = 2L
Sendo:
N = Quantidade de endereços.
L = Largura (quantidade) de bits do BE ou de cada endereço.
Temos:
N = 4 Mega endereços (não estamos considerando o conteúdo de cada célula, apenas a quantidade de células existentes).
Cálculo de L:
A tabela a seguir expressa alguns prefixos usados para abreviar valores em computação, nos valores em potência de 2 e em potência de 10.
	Unidade
	Valor em potência de 2
	Valor unitário
	Valor em potência de 10
	Valor unitário
	1k (quilo)
	210
	1024
	103
	1.000
	1M (mega)
	220
	1.048.576
	106
	1.000.000
	1G (giga)
	230
	1.073.741.824
	109
	1.000.000.000
	1T (tera)
	240
	1.099.511.627.776
	1012
	1.000.000.000.000
Tabela: Prefixos usados para abreviar valores em computação.
Fabio Henrique Silva
Desmembrando o valor 4 do prefixo M, podemos escrever o valor 4 da seguinte maneira: 22 = 4
Podemos escrever o prefixo Mega (M) da seguinte maneira: 220 = Mega
Juntando: 4 Mega endereços = 22 × 220
Repetindo a base e somando os expoentes: 222
Assim: 4 M = 222 = 22 bits
Questão 1
Qual é e em que área da UCP (processador) se localiza o registrador cujo conteúdo controla a sequência de processamento das instruções de um programa?
O registrador é o CI, Contador de Instruções, que armazena o endereço da próxima instrução a ser executada. Fica localizado na área de controle.
Questão 2
Qual é a função
dos registradores de dados?
Não confunda armazenamento dos dados a serem manipulados pelas unidades de cálculo com armazenamento da instrução a ser executada (ex.: ADD)
1 Sobre a linguagem de máquina ou código de máquina, assinale a opção que contém a assertiva correta: 
a) A linguagem de máquina é mais próxima do hardware, usa os mnemônicos. 
b) O código de máquina é representado por bits de instruções. 
c) Um exemplo de linguagem de máquina é a linguagem C. 
d) A linguagem de máquina é chamada Assembly. 
e) A linguagem de máquina está em um nível de abstração maior que a linguagem de montagem.
2. O formato básico de uma Instrução de máquina é constituído de quais partes?
 a) Registrador (Reg) e Barramento Interno (D.Pt). 
b) Mnemônico (Mn) e Código Hexadecimal (Hex). 
c) Código de Operação (C.Op.) e Operando (Op.). 
d) Operação Aritmética (Op.A) e Operação Lógica (Op.L). 
e) Conjunto de Instrução (C.Inst) e Ciclo de Instrução (Inst).
3. Os grandes módulos básicos, ou subsistemas, que compõem um Sistema de Computação, são: 
a) Processador, memória, barramento. 
b) Memória, barramento, armazenamento. 
c) Processador, memória, entrada e saída. 
d) Processador, CPU, GPU. 
e) Monitor, teclado, mouse.
4. O barramento PCI típico trabalha a 33MHz e com palavras de 32 bits. Qual é a sua taxa de transferência máxima? 
a) 1056MB/s. 
b) 256MB/s. 
c) 264MB/s. 
d) 65MB/s. 
e) 132MB/s.
5. O que é o tempo de acesso das memórias? 
a) É o período gasto para realização de uma operação completa de leitura ou de escrita. 
b) É o intervalo de tempo entre dois acessos consecutivos. 
c) Determina a temporariedade do dado, se é armazenado de forma permanente ou transitória. 
d) É sinônimo de sincronização com o processador. 
e) É uma métrica que determina a quantidade de contatos elétricos da memória
6. Assinale a alternativa correta quanto à sequência de busca de dados realizada a partir do processador para as memórias em um sistema computacional (as setas indicam a ordem da busca): 
a) Cache L1 → Cache L2 → MP → Disco. 
b) Cache L2 → Cache L1 → Disco → MP. 
c) Disco → MP → Cache L2 → Cache L1. 
d) MP → Cache L1 → Cache L2 → Disco. 
e) Cache L1 → Cache L2 → Disco → MP.
7. DMA (Direct Access Memory) é uma técnica que possibilita: 
a) A transferência de blocos de dados entre a memória principal e dispositivos de IO com total ausência de intervenção do processador. 
b) Ter as mesmas funções da técnica de E/S controlada por interrupção. 
c) A transferência de blocos de dados entre a memória principal e dispositivos de IO sem a intervenção do processador, à exceção do início e do final da transferência. 
d) Aumentar a resolução da tela em sistemas Mac. 
e) Ter as mesmas funções da técnica de E/S controlada por programa.
8. Um exemplo de dispositivo que permite tanto a entrada quanto a saída de dados é: 
a) Plotter. 
b) Mesa digitalizadora. 
c) Impressora 3D. 
d) SD Card. 
e) Visor de cristal líquido.
Questão 1
Assinale a alternativa que apresenta um padrão de códigos de caracteres:
Devido à limitação na quantidade de caracteres suportados, um novo padrão internacional para a elaboração de um conjunto de códigos deles foi criado. Visando ao suporte a caracteres de inúmeros idiomas e símbolos, no Unicode, cada caractere possui um único valor: 16 bits.
Questão 1
Sendo os valores para as variáveis de entrada com 4 bits A = 0110 e B = 1101, qual é o resultado da função Z = A • B?
A
 Z = 0100
B
Z = 1011
C
Z = 1111
D
Z = 1101
E
Z = 0000
Como existem duas variáveis de entrada com 4 bits, é necessário efetuar o cálculo da função AND bit a bit entre o par de variáveis, da seguinte forma:
Questão 2
Qual seria a função lógica que representaria o seguinte cenário: Em um ambiente monitorado, existem sensores e uma central de alarme. Neste caso, o alarme sonoro Y será disparado (VERDADEIRO), se pelo menos um dos três sensores (A, B e C) estiver ativado (VERDADEIRO).
Para produzir essa solução, vamos construir a Tabela Verdade com 3 variáveis de entrada (A,B,C) e uma de saída Y. O valor de saída deverá ser restrito ao cenário, isto é, o alarme somente não irá disparar se nenhum dos sensores estiver ativo.
Neste caso, a representação será uma função OR com três entradas e uma saída, isto é, a saída será VERDADEIRA sempre que existir ao menos uma entrada verdadeira.
Y = A + B + C
Apenas para subsidiar a solução, considere a função OR para as duas primeiras variáveis A + B. O resultado somente será falso se ambas as entradas forem FALSAS. Agora, combinando este resultado (FALSO) com a função OR e a variável C. Novamente, somente será FALSO quando ambas as entradas forem FALSAS.
Questão 1
Qual das expressões indicadas representa o circuito equivalente ao circuito abaixo?
Para analisar a equivalência, é necessário, inicialmente, produzir a tabela-verdade para o circuito cuja expressão é X = A · A. Levando em consideração o resultado apresentado na tabela à esquerda, temos o seguinte resultado da tabela à dire
Questão 1
Qual é a expressão simplificada que representa o circuito abaixo?
Para efetuar a simplificação, é necessário, inicialmente, escrever a expressão que representa este circuito. Como todas as portas utilizadas são NAND, será mais fácil de compreender. Apenas, como sugestão, procure interpretar a expressão a partir do valor de saída
X=(A―+B―)A⋅(A―+B―)――B, Aplicando a distributividade
X=B―A―+A―B――, De morgam
X=(B+A―)⋅(A+B―)―, Aplicando De Morgam
X=B+A――+A+B――, Aplicando De Morgam
X=AB―+A―B
X=X=A⊕B
aplicando a regra do complemento, em que A―⋅A=0 e B―⋅B=0, temos
X=A―⋅B+B―⋅A, aplicando a propriedade do XOR, temos
X=A⊕B
Assim, seria possível, a partir de um circuito com portas NAND, substituí-lo por uma porta XOR.
Questão 2
Dados os valores de entrada, qual é o resultado da tabela-verdade para o circuito abaixo?
Questão 1
Considere um processador com pipeline ideal de 4 estágios, em que cada estágio ocupa um ciclo de processador. A execução de um programa com 9 instruções, utilizando os 4 estágios, levará:
A
28 ciclos.
B
18 ciclos.
C
24 ciclos.
D
12 ciclos.
E
16 ciclos
Veja como o cálculo foi feito:
Como existem 4 estágios, cada instrução demandará percorrer 4 ciclos para ser executada e cada estágio ocupa 1 ciclo.
NI = número da instrução
	Ciclo
	1º estágio
	2º estágio
	3º estágio
	4º estágio
	1
	1l
	 
	 
	 
	2
	2l
	1l
	 
	 
	3
	3l
	2l
	1l
	0
	4
	4l
	3l
	2l
	1l
	5
	5l
	4l
	3l
	2l
	6
	6l
	5l
	4l
	3l
	7
	7l
	6l
	5l
	4l
	8
	8l
	7l
	6l
	5l
	9
	9l
	8l
	7l
	6l
	10
	 
	9l
	8l
	7l
	11
	 
	 
	9l
	8l
	12
	 
	 
	 
	9l
Tabela: Ciclos.
 
Assim, serão necessários 12 ciclos para que a nona instrução seja executada completamente.
Questão 2
Com os avanços tecnológicos, tornou-se possível a construção de máquinas multiprocessadas para atender às demandas em função do aumento do desempenho. Essa arquitetura nos possibilitou compreender a importância por soluções paralelizáveis, pois
 
I- a tarefa será realizada no mesmo tempo.
II- o tempo de conclusão da tarefa será reduzido.
III- minimizou o custo na construção de máquinas pessoais.
 
Considerando as afirmações acima, são verdadeira(s)
A
somente a I.
B
somente a II.
C
somente a I e a II.
D
somente a II e a III.
E
I, II e III.
Máquinas com arquitetura com multiprocessador permitem execução de múltiplas tarefas em mesmo tempo, minimizando o tempo de conclusão das tarefas.
Questão 1
Em relação ao multiprocessamento simétrico (SMP), é correto "afirmar":
 
I. Os processadores compartilham a mesma memória principal, mas cada um deles usa os seus próprios recursos de E/S;
II. O termo “simétrico” faz alusão ao fato de que todos os processadores executam as mesmas funções;
III. Existem, no mínimo, dois processadores com capacidades semelhantes.
 
Assinale a alternativa correta.
A
Somente a I está correta.
B
I e II estão corretas.
C
Somente a III está correta.
D
II e III estão corretas.
E
Somente a II está correta.
Em um sistema SMP todos os processadores desempenham as mesmas funções, sendo essa a razão desse multiprocessamento ser chamado
de simétrico. Além disso, o número de processadores semelhantes, ou seja, com capacidades que podem ser comparadas, é de dois ou mais processadores.
Portanto, as afirmações II e III estão corretas. Por outro lado, a afirmação I está incorreta, pois tanto a memória principal quanto os dispositivos de E/S são compartilhados pelos processadores em um sistema de multiprocessamento simétrico (SMP). Assim, a alternativa correta é a D.
Questão 2
Quanto à comparação entre organizações de acesso uniforme à memória (UMA) e acesso não uniforme à memória (NUMA), pode-se "afirmar":
 
I. No UMA, a uniformidade do acesso à memória é garantida em função do acesso à memória por meio de um barramento comum compartilhado por todos os processadores.
II. No NUMA, há barramentos independentes entre os módulos de memória e os processadores. Além disso, poderá haver um barramento compartilhado para permitir a comunicação entre os processadores.
III. Tanto no UMA como no NUMA, não haverá limitações em função da taxa de processadores nessas estruturas.
 
Assinale a alternativa "correta":
A
I, II e III estão corretas.
B
I, II e III estão incorretas.
C
Somente I e II estão corretas.
D
Somente II está correta.
E
Somente II e III estão corretas.
As alternativas I e II estão especificadas na própria definição dessas organizações. Entretanto, na afirmativa III haverá problemas de escala em ambas as "soluções": incialmente na UMA, por se tratar de um barramento único compartilhado, o aumento de processadores introduzirá uma maior complexidade no controle de fluxo de comunicação entre os processadores e, consequentemente, o barramento tenderá a saturar mais facilmente do que no NUMA.
Questão 1
Dentre as alternativas abaixo, qual delas não é considerada uma das principais variáveis na organização multicore?
A
Número de cores processadores no chip.
B
Número de níveis da memória cache.
C
Cache L1 compartilhada.
D
Quantidade de memória cache compartilhada.
E
O emprego do multithreading simultâneo.
A quantidade de cache compartilhada é importante, mas não exclusivamente a cache L1.
Questão 2
Considere os termos abaixo e relacione-os aos respectivos "significados":
 
I. Simultaneous Multiprocessing (SMP)
II. Multithreading
III. Multithreading simultâneo SMT
IV. Multicore
 
A. Processador possui a capacidade de executar mais de uma thread no mesmo instante.
B. Técnica que permite explorar TLP (paralelismo a nível de threads) e ILP (paralelismo a nível de instrução).
C. Múltiplos núcleos de execução em um processador.
D. Arquitetura que permite a mais de um processador compartilhar recursos de memória, discos e rodar no mesmo SO.
 
Assinale a alternativa "correta":
A
I (A) - II (B) - III (C) - IV (D)
B
I (B) - II (C) - III (D) - IV (A)
C
I (C) - II (D) - III (A) - IV (B)
D
I (D) - II (B) - III (A) - IV (C)
E
I (A) - II (C) - III (D) - IV (B)
A configuração correta "é":
A configuração correta é:
 
I- Simultaneous Multiprocessing (SMP) → D – arquitetura que permite a mais de um processador compartilhar recursos de memória, discos e rodar no mesmo SO.
II- Multithreading → A – processador possui a capacidade de executar mais de uma thread no mesmo instante.
III- Multithreading simultâneo SMT → B – técnica que permite explorar TLP (paralelismo a nível de threads) e ILP (paralelismo a nível de instrução).
IV- Multicore → C – Múltiplos núcleos de execução em um processador.
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