Organização e Arquitetura de Computadores

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Organização e Arquitetura de Computadores – AV2 
 
Olhar o trabalho sobre conversões de bases diferentes para as questões 1, 6 e 10. 
O que é REM e RDM? 
A REM (registrador de endereço na memória) armazena temporariamente o endereço de 
acesso a uma posição de memória, ao se iniciar uma operação de leitura ou escrita. A RDM 
(registrador de dados na memória) armazena temporariamente uma informação que esteja 
sendo transferida da memória principal para UCP (leitura) ou vice-versa (escrita). 
O Registrador de Endereços da Memória (REM) armazena o endereço da palavra de memória 
durante um acesso (leitura ou escrita). 
O Registrador de Dados da Memória (RDM) armazena o conteúdo da palavra de memória lida 
em uma operação de leitura ou que será escrita na memória. 
O tamanho do RDM determinará a quantidade de bits que poderá ser transferida em um único 
acesso a memória - o tamanho da palavra de memória. 
O tamanho do REM determinará o tamanho do espaço de endereçamento da memória, ou 
seja, a quantidade de palavras que poderão ser endereçadas. 
O RDM determinará a largura do barramento de dados. 
O REM determinará a largura do barramento de endereços. 
Exercícios 
Considere um computador baseado no modelo de Von Neumann com REM de 32 bits. 
Podemos afirmar que: 
1) Este computador utiliza uma célula de 32 bits 
2) Este computador possui 32 instruções 
3) Este computador utiliza uma célula de 4GB 
4) Este computador pode endereçar 4G células 
Considere um computador baseado no modelo de Von Neumann com RDM de 64 bits. 
Podemos afirmar que: 
1) Este computador pode endereçar 64M células 
2) Este computador possui 64 instruções 
3) Este computador pode ter no máximo 8GB de memória 
4) Este computador utiliza uma célula de 64 bits 
Um sistema possui memória com 8G endereços e cada célula é composta por 4 bytes. 
a) Qual o tamanho em bits do REM? 
8 G = 2³³ endereços -> REM com 33 bits. 
b) Qual o tamanho em bits do RDM? 
4 bytes = 32 bits -> RDM com 32 bits 
c) Qual o tamanho da memória? 
8G endereços x 4 bytes = 2³³ x 2² = 235 bytes = 32 GB. 
Hierarquia de memória 
Quanto mais ao topo da pirâmide mais rápida e cara é uma memória porém com baixa 
capacidade de armazenamento. Por outro lado quanto mais próxima da base é mais lenta e 
barata porém com grande capacidade de armazenamento. 
Registradores – Elemento superior da pirâmide de memória. Tempo de acesso de um ciclo de 
memória. Armazenam um único dado e são voláteis. 
Cache – Dispositivo de memória, fabricado com tecnologia semelhante à do processador, 
localizado entre o processador e a memória principal. 5 a 20 ns. 
Memória principal – A memória principal é a memória básica de um sistema de computação 
desde seus primórdios. É o dispositivo onde o programa (e seus dados) que vai ser executado é 
armazenado para que a CPU vá "buscando" instrução por instrução. A memória principal é 
construída com elementos cuja velocidade operacional se situa abaixo das memórias cache, 
embora sejam muito mais rápidas que a memória secundária. Em geral, a capacidade da 
memória principal é bem maior que a da memória cache. É volátil. 
Memória secundária – A memória secundária são as memórias de armazenamento. Elas 
servem para guardar as informações permanentemente. Ou seja, somente perdem 
informações quando são formatadas, tem arquivos excluídos ou danificados. Essas memórias 
precisam passar primeiro por memórias principais antes de serem usadas pelo processador. 
Geralmente são mais lentas que as memórias principais, mas tem uma capacidade de 
armazenamento muito superior. Exemplo de memórias secundárias são: discos rígidos, cartões 
de memória, pendrives, HDs externos, etc. 
O hardware de seu computador pessoal precisa dos seguintes componentes para um efetivo 
funcionamento: dispositivos de entrada; dispositivos de saída; dispositivos de armazenamento 
secundário; unidade de processamento. 
Dispositivos de entrada, como um mouse e um teclado, que podem ser usados para inserir 
dados em um computador ou outro dispositivo computacional. Por exemplo, um teclado 
permite a entrada de dados, enquanto um scanner e uma webcam permitem a entrada de 
imagens, de vídeo ou gráficas. Podemos citar como exemplos teclado, mouse, joystick, 
scanner, microfone, etc. 
Dispositivos de saída, como um monitor e uma impressora, utilizados para transferir dados 
para fora do computador sob a forma de texto, imagens, sons ou outros suportes. Como 
exemplo, podemos citar um monitor, que permite ao usuário visualizar dados, enquanto uma 
impressora produz cópias impressas de dados. Temos como exemplo o monitor, impressora, 
projetor impressora, caixas de som, etc. 
Alguns dispositivos pertencem a mais de uma categoria, podendo fazer tanto o papel de 
entrada como o de saída de dados: são os chamados híbridos. Considere uma unidade de CD-
ROM; Você pode usá-lo para ler dados ou música (entrada), e você pode usá-lo para gravar 
dados em um CD (saída). Como principais exemplos, temos os dispositivos de armazenamento 
em geral, como HDs externos, pendrives, cartões de memória, as impressoras multifuncionais, 
que fazem o papel de scanner e impressão e monitores touchscreen, que além de exibir 
imagem, capturam os movimentos de toque realizador pelo usuário. 
Barramento ou bus é um caminho comum pelo qual os dados trafegam dentro do computador. 
O tamanho de um barramento determina quantos dados podem ser transmitidos em uma 
única vez. 
Barramentos Internos: Ligam o processador aos equipamentos que ficam dentro do gabinete. 
Barramento IDE (Integrated Drive Electronics). Placas de expansão. 
Barramento PCI (Peripheral Component Interface). Substituto do ISA. 
Barramento PCI Express. Com a insuficiência do PCI em suportar periféricos cada vez mais 
rápidos, foi lançado o barramento PCI Express(PCIe). 
Barramento AGP:(Accelerated Graphical Port). Placa de vídeo. 
SCSI (Small Computer System Interface). Servidores de empresa. 
Barramentos Externos: Interliga os diversos componentes de um sistema operacional como, 
memória, dispositivos de entrada e saída etc. 
Porta PS/2. 
Porta Serial (Rs-232). Modem, impressora, mouses. 
Porta Paralela. Impressoras, scanner, gravadores. 
Porta USB. 
Firewire (IEEE 1394). 
O barramento é único porém está dividido em três conjuntos de fios cada um deles servindo a 
uma funcionalidade diferente dentro do mesmo processo de transferência. 
Conjunto de fios com a função de transportar sinais de controle e comunicação, conhecido por 
BC (Barramento de Controle). 
Conjunto de fios com a função de transportar sinais (bits) que representam um número, ou 
endereço de um local de memória, indicativo de um determinado dispositivo de E/S, 
conhecido por Barramento de Endereços (BE). 
Conjunto de fios com a função de transportar sinais (bits) que representam o dado que está 
sendo transferido do endereço mencionado, conhecido por Barramento de Dados (BD). 
4.1 Componentes fundamentais para o processamento 
Segundo Null e Lobur, a UCP “é responsável por carregar instruções de programas, decodificar 
cada instrução carregada e realizar a sequência indicada de operações sobre os dados 
corretos” (2010, p. 208). 
Registradores São componentes de hardware que guardam dados binários relativos a dados, 
endereços de memórias e informações de controle. Não devem ser confundidos com os 
dispositivos de armazenamento do computador, pois são internos à UCP 
Unidade de Aritmética e Lógica (UAL) As operações matemáticas e de álgebra booleana são 
executadas pela UAL. 
Unidade de Controle Essa unidade é responsável por manipular os registradores 
adequadamente e ativar a UAL para as operações requeridas na ordem correta.Cabe ainda à 
Unidade de Controle executar interrupções e monitorar o estado das operações. 
Relógio A frequência desse dispositivo sincroniza todo o sistema computacional. Os 
registradores podem ser carregados com outros dados apenas com a passagem de um ciclo do 
relógio (NULL & LOBUR, 2010). 
Interfaces de Entrada e Saída (E/S) A UCP recebe e disponibiliza dados por meio de dispositivos 
externos. 
Barramento Conjunto de vias de transmissão de dados, instruções de controle e energia para 
comunicação entre periféricos. 
A maioria das pessoas conta em seus dedos de 1 a 10, em decimal. Entretanto, quem trabalha 
com informática pode fazer melhor. Se você olhar cada dedo seu como um dígito binário, sendo o 
dedo estendido igual a 1 e o dedo recolhido igual a 0, você pode contar até: 
1023 
O número -15 na base 10 tem a seguinte representação binária com 5 bits em complemento de 
dois: 
1 0 0 0 1 
Quantos bits são necessários para representar o número 356.846.268 ? 
29 
Utilizando os postulados da Álgebra Booleana a simplificação da função AB + AC + BC resulta em: 
AB + AC 
Utilizando a simplificação de expressões na álgebra de Boole, selecione a alternativa correta para 
a simplificação da expressão abaixo: 
_ _ 
X.Y.Z+Y.Z+X.Z 
Z 
Selecione a única opção correta: 
O Barramentos de Controle (BC) conduz sinais de controle e comunicação. 
Qual o nome que auxilia o desempenho do processor, e é considerado a mais veloz de todas as 
memórias? 
Memória CACHE 
Utilizando a simplificação de expressões na álgebra de Boole, selecione a alternativa correta para 
a simplificação da expressão abaixo: 
 _ 
A.B+B.(A+C) 
A+B.C 
O número -15 na base 10 tem a seguinte representação binária com 5 bits em complemento de 
dois: 
1 0 0 0 1 
Utilizando a simplificação de expressões na álgebra de Boole, selecione a alternativa correta para 
a simplificação da expressão abaixo: 
_ _ 
X.Y.Z+Y.Z+X.Z 
 
Z 
Se antes os computadores se limitavam a exibir apenas caracteres em telas escuras, hoje eles são capazes de 
exibir e criar imagens em altíssima qualidade. Mas, isso tem um preço: quanto mais evoluída for uma aplicação 
gráfica, em geral, mais dados ela consumirá. Para lidar com o volume crescente de dados gerados pelos 
processadores gráficos, a Intel anunciou em meados de 1996 o padrão ________ , cujo slot serve 
exclusivamente às placas de vídeo. A alternativa que completa o texto acima é: 
 
AGP 
Avalie as assertivas abaixo, quanto aos conceitos do Modelo de Von Neumann e posteriormente 
marque a alternativa que demonstre as corretas: 
 
I. O conceito completo do modelo de Von Neumann é composto por Memória, Processador, 
Dispositivos de Entrada e Saída, além deste estudioso detalhar os componentes internos da CPU, 
como Unidade Lógica e Aritmética, Unidade de Controle e os Registradores. 
 
II. A representação da UCP considerando o modelo de Von Neumann é composta por RDM/MBR, 
equivalente ao registrador de dados da memória, REM/MAR, equivalente ao registrador de 
endereços da memória e Controle, equivalente as operações de leitura e escrita realizadas através 
da unidade de controle. 
 
III. A unidade de controle é responsável pelo gerenciamento do fluxo interno dos dados, sendo 
que a unidade lógica e aritmética é responsável pela execução de operações lógicas e aritméticas, 
além de efetuar transformações sobre os dados, enquanto os registradores são responsáveis por 
armazenar diversos tipos de informações em células de memória temporárias dentro do próprio 
processador. 
Todas 
Considere um computador baseado no modelo de Von Neumann com REM (Registrador de 
Endereço de Memória) de 32 bits. Pode-se afirmar que: 
Este computador pode endereçar 4G células 
A CPU executa cada instrução em pequenas etapas, apresentadas a seguir: 
 
1. Alterar o contador de programa para indicar a próxima instrução. 
2. Se a instrução usar uma palavra na memória, determinar onde essa palavra está. 
3. Determinar o tipo de instrução trazida. 
4. Trazer a próxima instrução da memória até o registrador. 
5. Voltar à primeira etapa para iniciar a execução da instrução seguinte. 
6. Trazer a palavra para dentro de um registrador da CPU, se necessário. 
7. Executar a instrução. 
 
A sequência correta das etapas é: 
4, 1, 3, 2, 6, 7, 5. 
1)Julgue os itens abaixo como verdadeiro (V) ou falso (F). 
 
 Interface AGP é o dispositivo responsável pela comunicação entre o processador e memória cache. 
 RAM, ao contrário da ROM, é uma área de armazenamento definitivo. 
 Interface AGP é um dispositivo de tipo E/S utilizado, principalmente, para conexão de impressoras. 
 RAM é uma memória de armazenamento temporário, cujos dados são utilizados pela CPU, na execução 
de tarefas.