Estudo de CPU

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Defina CPU, Memória e Dispositivos de entrada/saída:
CPU: Unidade central de processamento, também conhecido como processador, é a parte de um sistema operacional, que realiza as instruções de um programa de computador, para executar a aritmética básica, lógica, e a entrada e saída de dados. Tem papel parecido ao cérebro no computador.
Memória: São todos os dispositivos que permitem a um computador guardar dados, temporariamente ou permanentemente. Termo genérico usado para designar as partes do computador ou dos dispositivos periféricos onde os dados e programas são armazenados.
Dispositivos de entrada e saída: Os dispositivos de entrada e saída ou input/output, são também denominados periféricos. Eles permitem a interação do processador com um homem, possibilitando a entrada e saída de dados. O que todos os dispositivos de entrada tem em comum é que eles codificam a informação que entra em dados que possam ser processados pelo sistema digital do computador. Já os dispositivos de saída decodificam os dados em informação que pode ser entendida pelo usuário.
Qual a unidade de medida usada para mensurar a fração de tempo que um processador demora para executar uma instrução básica?
A unidade de medida usada é o Hertz.
Qual a influência do tamanho da palavra na forma de processamento da CPU?
Quanto maior o tamanho da palavra manipulada pelo micro processador, maior é seu potencial de calculo e maior é a precisão das operações realizadas. As primeiras CPUs integradas num único chip, como por exemplo, o 4004 fabricado pela Intel em 1971 manipulava palavras (dados e instruções) expressas por 4 dígitos binários. Os microprocessadores mais recentes são capazes de manipular palavras entre 32 bits (caso dos 486) e 64 bits (Pentium e Power PC).
Defina fator multiplicador e qual sua relação com a frequência do processador.
É um número que difere a taxa de frequência dos dois tipos de clock. Para se alcançar o clock interno, multiplica-se o clock externo pelo multiplicador e para se transmitir informações no barramento de dados, divide-se o clock interno pelo multiplicador. Esse fator de multiplicação é o que “faz estabilizar” à frequência da CPU. Mesmo que a placa mãe tenha frequências baixas em seu barramento podemos amplificá-las de modo que igualem com a frequência adequada da CPU.
Cite uma característica que diferencie a arquitetura CISC e RISC.
A arquitetura RISC, conhecida também como Computador com um conjunto reduzido de instruções (Reduced Instruction Set Computer), executa um conjunto simples e pequeno de instruções que levam aproximadamente a mesma quantidade de tempo para serem executadas.
A arquitetura CISC, conhecida também como Computador com um conjunto complexo de instruções (Complex Instruction Set Computer), executa centenas de instruções complexas diferentes, sendo assim, extremamente versátil.
Dentre os vários papeis desempenhados pelos registradores, ele armazena a informação brevemente antes de transferi-la para a ULA, e recebe seu retorno. Explique com suas palavras os benefícios de tal fluxo.
Os registradores com níveis AX, BX, CX, DX são capazes de trabalhar com palavras de qual tamanho máximo?
Tamanho máximo de 16 Bits caso fossem 32 Bits seria EAX, EBX, ECX, EDX.
O 8088, 286 e 386 são modelos de unidade central de processamento, já os 8087, 287 e 387 são processadores auxiliares. Qual a sigla e definição dessa unidade auxiliar?
A sigla é FPU (Unidade de ponto flutuante), são coprocessadores aritméticos para aumentar as capacidades dos processadores genéricos.
Pesquise a respeito do ciclo: Busca – Interpreta – Executa.
Um elemento dentro do processador, denominado contador de instruções (PC – Program Counter), contém a posição da próxima instrução a ser executada. Quando uma seqüência de execução de instruções têm inicio, a instrução cujo endereço está no contador de instruções é trazida da memória para uma área chamada registrador de instruções (RI). Este processo é conhecido como busca da instrução. A instrução é interpretada por circuitos de decodificação que fazem com que sinais eletrônicos sejam gerados no processador como resultado do valor do campo de operação, isto é, decodificam a informação correspondente à operação a ser realizada. Esses sinais resultam na execução da instrução, isto é, aplicação da função contida pela operação sobre os operandos. Quando a execução de uma instrução é terminada, o contador de instruções é atualizado para o endereço da memória da próxima instrução.
Explique o calculo de tempo: T = 1/400 MHZ = 0,0025s ou 2,5 ns. 
O período de tempo de duração de um ciclo de relógio é o inverso da frequência
Exemplo: T = 1 / 400 MHZ = 0,0025s ou 2,5 ns.
O ciclo de relógio está relacionado à realização de uma microoperação durante um ciclo de instrução.
Explique o calculo de frequência total: FSB  barramento frontal (Front Side Bus ou FSB x FP .
Defina paralelismo e seus benefícios.
Pipelining (paralelismo) aumenta a throughput (fluxo) de instruções, executando várias operações ao mesmo tempo, mas não reduz o tempo do ciclo de processamento de uma instrução (o tempo para completar uma única instrução do início ao fim), uma vez que ainda deve passar por todas as etapas.
Explique a pirâmide de memoria com pelo menos 3 níveis.
Devido a uma grande variedade de tipos de memória, não é possível implementar um sistema de computação com uma única memória. Na realidade, há muitas memórias no computador, as quais se interligam de forma bem estruturada, constituindo um sistema em si, parte do sistema global de computação, podendo ser denominado subsistema de memória .Esse subsistema é projetado de modo que seus componentes sejam organizados hierarquicamente, conforme mostrado na estrutura em forma de pirâmide da figura. A pirâmide em questão é projetada com uma base larga, que simboliza a elevada capacidade, o tempo de uso e o custo do componente que a representa.
Explique a diferença de memória principal e secundária.
Memória primária também é chamada de memória real, trata-se dos tipos de memória que o processador pode endereçar diretamente, sem as quais o computador não pode funcionar.
Estas fornecem geralmente uma ponte para as secundárias, mas a sua função principal é a de conter a informação necessária para o processador num determinado momento; esta informação pode ser, por exemplo, os programas em execução. Nesta categoria insere-se a memória RAM (volátil), memória ROM (não volátil), registradores e memórias cache.
A memória secundária é do tipo que não podem ser endereçada diretamente pela CPU, os dados precisam ser carregados na memória principal antes de eles serem tratados pelo processador.
Não são estritamente necessárias para a operação do computador. São geralmente não-voláteis, permitindo guardar os dados permanentemente. Incluem-se, nesta categoria, os discos rígidos, CDs, DVDs e disquetes.
Quanto à temporalidade, como podemos classificar uma memória?
Pode ser transitória ou permanente. Registradores necessitam ficar com a informação por alguns nano segundos até ser utilizada, já na memória cachê a informação pode ficar alguns nano segundos até horas. Nos HDs a informação é permanente.
Sabendo que a memória principal é um espaço finito e muitas vezes não suficientemente grande para armazenar todo um software, explique o que é e o que acontece ao ocorrer um memory fault?
Quando um bloco referenciado não se encontra na memória principal ocorre uma condição conhecida por acesso falho à memória (memory fault).
Quais são as 4 classificações básicas de periféricos?
Periféricos de entrada-quando dados são transferidos do periférico para o processador. Exemplos: teclado, mouse, joystick, lightpen, mesa digitalizadora, Leitora de código de barras, leitora de CD-ROM, microfone, scanner e sensores.
Periféricos de saída- quando dados são transferidos do processador para o periférico. Exemplos: impressora, plotter, vídeo, placa de som e atuadores.Periféricos de armazenamento – quando envolvem transferência bidirecional de dados. Exemplo: unidades de disco, disquete, fita magnética. Disco ótico (CD-R de gravação única, ou CD-RW regravável).
Periféricos de comunicação. Por exemplo, modem e placa de rede.
Quais as formas básicas de transmissão?
Transmissão Serial: 
Única linha de transmissão de dados
Um bit de cada vez
Receptor e transmissor estejam sincronizados bit a bit com a mesma velocidade de transmissão.
Transmissão Serial Assíncrona:
Consiste em um processo de sincronização de receptor a cada novo caractere transmitido.
Antes de se iniciar a transmissão, cada caractere é acrescido de 2 pulsos, um no inicio do caractere, denominado START, e o outro, denominado STOP, além do bit de paridade.
Transmissão Serial Síncrona:
Mais eficiente que a assíncrona
O transmissor monta um bloco(128a256carac)sem intervalo entre o primeiro e o último bit;
Sincronização – frequência do relógio do transmissor = receptor	
Transmissão Paralela: 
Transmissão de um grupo de bits de cada vez;
Indicada para transmissões internas no sistema de computação 
(barramentos) e para ligações de periféricos a curta distância (impressoras, discos rígidos, etc).
Interfaces Padronizadas
CENTRONICS
SCSI – Small Computer Systems Interface