Arquitetura de Computadores: Conceitos e Exercícios

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Arquitetura de Computadores
Prof. Pedro B. Velloso
1a Lista de exerc´ıcios
1. Explique cada um dos seguintes termos com suas pro´prias palavras:
a) Interpretador
b) Tradutor
c) Ma´quina virtual
2. Quais as diferenc¸as, vantagens e desvantagens entre um tradutor e um interpretador?
3. Considere um computador com interpretadores ideˆnticos nos n´ıveis 1, 2 e 3. Um interpretador
gasta n instruc¸o˜es para busca, exame e execuc¸a˜o de uma instruc¸a˜o. Uma instruc¸a˜o de n´ıvel 1 leva
k segundos de execuc¸a˜o. Quanto tempo que uma instruc¸a˜o de n´ıvel 2, 3 e 4 levara´ para executar?
4. Considere um computador multin´ıvel em que todos os n´ıveis diferem. Cada n´ıvel possui instruc¸o˜es
m vezes mais poderosas do que aquelas do n´ıvel logo abaixo, ou seja, uma instruc¸a˜o do n´ıvel r pode
fazer o trabalho de m instruc¸o˜es do n´ıvel r − 1. Se um programa de n´ıvel 1 requer k segundos
de execuc¸a˜o, quanto tempo programas equivalentes levariam nos n´ıveis 2, 3 e 4, assumindo que n
instruc¸o˜es do n´ıvel r sa˜o necessa´rias para executar uma instruc¸a˜o do n´ıvel r + 1.
5. Explique a func¸a˜o dos principais componentes da CPU vista em sala de aula.
6. Por que o clock da CPU e´ divido em diversos sub-clocks?
7. Na arquitetura vista em aula:
a) por que o MPC e´ ligado a linha do sub-clock 4?
b) Para que serve o registrador AMASK e o SMASK?
8. Na arquitetura vista em aula, em relac¸a˜o ao sinal ENC:
a) Explique sua func¸a˜o e o porque de sua existeˆncia.
b) Por que ele e´ ligado na entrada do decodificador C?
c) Explique como e´ gerado o sinal que seleciona os registradores, a partir das entradas do decodi-
ficador C.
9. Explique os conceitos de
a) Microinstruc¸a˜o
b) Microprograma
c) Macroinstruc¸a˜o
10. Traduza o pseudo co´digo abaixo para a linguagem de montagem do Mac-1, vista em sala de aula:
i n t Function min( i n t i , i n t j , i n t k ) {
i n t m;
i f ( i < j ) {
m = i ;
} else {
m = j ;
}
i f ( k < m) {
m = k ;
}
min = k ;
}
11. Implemente com micro-instruc¸o˜es, utilizando a notac¸a˜o simplificada, todas as macroinstruc¸o˜es,
vistas em sala de aula.
12. Caso voceˆs tivessem que acrescentar mais uma ALU e um deslocador, de modo que fosse poss´ıvel
realizar duas operac¸o˜es simultaˆneas, podendo ter os resultados armazenados em registradores, mas
apenas um deles poderia ir para memo´ria. Quais as modificac¸o˜es voceˆs devem fazer na via de dados
e na unidade de controle, incluindo a microinstruc¸a˜o, considerando a arquitetura vista em aula.
Neste caso, o desvio seria feito a partir das sa´ıdas N e Z de uma das duas ALUs.