Questões sobre Memória Cache e Barramentos

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1) Em quanto tempo o software(emulação) executará uma instrução de ponto flutuante. 
Considere que o hardware é 100 vezes mais rápido que um software, ou seja quando o 
software irá executar esta instrução com a mesma velocidade de um hardware atual. 
R - ela diz que em 18 meses ou 1,5 anos a velocidade do software dobrar a capacidade é: 
2^(t/18) = 100... t = 119,589 meses (para o software ter a mesma velocidade do hardware) 
 
2) O que é tradução, interpretação e máquina virtual? 
R – tradução = conversão de uma liguagem para outra de nível superior 
Interpretação = tradução feita de linha a linha 
Maquina virtual = emulação de um hardware 
 
3) Qual a diferença entre o hardware e o software do ponto de vista lógico? 
R – do ponto de vista lógico, não há diferença entre software e hardware. Qualquer lógica feita 
em um, pode ser feita no outro. No hardware a implementação é + difícil do que no software, 
porém ele é mais rápido. 
 
4) Cite algumas características dos barramentos Síncrono e Assíncrono 
R – síncrono = tem clock definido; tem tarefas de tempo determinado para acontecer; o envio 
de confirmação controla o fim de trafego. 
Assíncrono = não tem clock definido; tem tarefas de tempo indeterminado para acontecer. 
 
5) Considere um barramento síncrono com as seguintes características: 
- Largura do barramento: 4 bytes 
- Envio do endereço para a memória: 5ns 
- Leitura da memória: 20ns 
- Envio do dado para o dispositivo: 5ns 
a) Qual o tempo total para a leitura de uma palavra? 
R – 5 + 5 + 20 = 30ns 
b) Qual a banda passante máxima? 
R – 4Bytes = 32 bits 
32 / 30ns = 106,67 Mbits/s 
 
6) Qual a função de um árbitro em um barramento? De um exemplo 
R – da permissão para um dispositivo controlar o barramento (o arbitro fica no chipset). Ex.: o 
HD quer acessar um dado. 
 
1) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 4 Gbytes. Cada célula 
desta memória tem capacidade para 16 bits. Foi colocada neste computador uma memória 
cache de mapeamento direto com capacidade para 512 Kbytes. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 64 bytes. Supondo que a CPU faça um acesso ao endereço (73A1 49DE)16, 
Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – RAM = 4 GBytes = 2^2 * 2^30 * 2^3 = 2^35 = 2^31 (ENDEREÇO)* 2^4 (CELULA) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R – 64 Bytes = 2^5 (WORD) * 2^4 (CELULA) 
c) O total de bits para o número da linha; 
R – 512 KBytes / 64 Bytes = 2^13 (LINHA) 
d) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 31 (ENDEREÇO) – 5 (WORD) – 13 (LINHA) = 13 
2) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 2 Gbits. Cada célula 
desta memória tem capacidade para 1 byte. Foi colocada neste computador uma memória 
cache de mapeamento direto com capacidade para 512 Kbytes. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 16 células. Supondo que a CPU faça um acesso ao endereço (035A FBE5)16, 
Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – RAM = 2 Gbits = 2^31 = 2^28 (ENDEREÇO)* 2^3 (CELULA) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R – 16 Bytes = 2^4 (WORD) * 2^3 (CELULA) 
c) O total de bits para o número da linha; 
R – 512 Kbytes / 16 Bytes = 2^15 (LINHA) 
d) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 28 (ENDEREÇO) – 4 (WORD) – 15 (LINHA) = 9 bits 
3) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 2 Gbits. Cada célula 
desta memória tem capacidade para 2 bytes. Foi colocada neste computador uma memória 
cache de mapeamento direto com capacidade para 1 Mbyte. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 512 bits. Supondo que a CPU faça um acesso ao endereço (06EC 78AE)16, 
Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – RAM = 2 Gbits = 2^31 = 2^27 (ENDEREÇO) * 2^4 (CELULA) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R – 512 bits = 2^5 (WORD) * 2^4 (CELULA) 
c) O total de bits para o número da linha; 
R – 1 MByte / 512 bits = 2^14 (LINHA) 
d) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 27 (ENDEREÇO) – 5 (WORD) – 14 (LINHA) = 8 bits 
4) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 8 Gbits. Cada célula 
desta memória tem capacidade para 2 bytes. Foi colocada neste computador uma memória 
cache de mapeamento direto com capacidade para 1 Mbyte. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 16 celulas. Supondo que a CPU faça um acesso ao endereço (193F DB9F)16, 
Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – RAM = 8 Gbits = 2^33 = 2^29 (ENDEREÇO) * 2^4 (CELULA) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R – 16 (CELULAS) * 2 Bytes (CADA CELULA) = 2^4 (WORD) * 2^4 (CELULA) 
c) O total de bits para o número da linha; 
R – 1 MByte / 16 (CELULAS) * 2 Bytes (CADA CELULA) = 2^15 (LINHA) 
d) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 29 (ENDEREÇO) – 4 (WORD) – 15 (LINHA) = 10 bits 
5) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 16 Gbits. O 
Barramento de Endereços deste computador possui 30 bits. Foi colocado nele uma memória 
cache de mapeamento direto com capacidade para 1 Mbytes. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 512 bits. Supondo que a CPU faça um acesso ao endereço (037D 6BC5)16, 
Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – RAM = 16 Gbits = 2^34 = 2^30 (ENDEREÇO) * 2^4 (CELULA) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R – 512 bits = 2^5 (WORD) * 2^4 (CELULA) 
c) O total de bits para o número da linha; 
R – 1 MByte / 512 bits = 2^11 (LINHA) 
d) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 30 (ENDEREÇO) – 5 (WORD) – 11 (LINHA) = 14 bits 
 
 
6) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 4 Gbytes. Cada célula 
desta memória tem capacidade para 16 bits. Foi colocada neste computador uma memória 
cache puramente associativa com capacidade para 512 Kbytes. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 64 bytes. Supondo que a CPU faça um acesso ao endereço (7B7C 45DF)16, 
Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – RAM = 4 GBytes = 2^35 = 2^31 (ENDEREÇO) * 2^4 (CELULA) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R – 64 Bytes = 2^5 (WORD) * 2^4 (CELULA) 
c) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 31 (ENDEREÇO) – 5 (WORD) = 26 bits 
7) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 2 Gbits. Cada célula 
desta memória tem capacidade para 1 byte. Foi colocada neste computador uma memória 
cache puramente associativa com capacidade para 512 Kbytes. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 16 células. Supondo que a CPU faça um acesso ao endereço (036D 7BC5)16, 
Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – RAM = 2 Gbits = 2^31 = 2^28 (ENDEREÇO) * 2^3 (CELULA) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R – 16 Bytes = 2^4 (WORD) * 2^3 (CELULA) 
c) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 28 (ENDEREÇO) – 4 (WORD) = 24 bits 
8) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 2 Gbits. Cada célula 
desta memória tem capacidade para 2 bytes. Foi colocada neste computador uma memória 
cache puramente associativa com capacidade para 1 Mbytes. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 512 bits. Supondo que a CPU faça um acesso ao endereço (07EC 98D3)16, 
Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – RAM = 2 Gbits = 2^31 = 2^27 (ENDEREÇO) * 2^4 (CELULA) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R – 512 bits = 2^5 (WORD) * 2^4 (CELULA) 
c) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 27 (ENDEREÇO) – 5 (WORD) = 22 bits 
9) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 8 Gbits. Cada célula 
desta memória tem capacidade para 2 bytes. Foi colocada neste computador uma memória 
cache puramente associativa com capacidade para 1 Mbyte. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 16 células. Supondo que a CPU faça um acesso ao endereço (195F CB7E)16, 
Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – RAM= 8 Gbits = 2^33 = 2^29 (ENDEREÇO) * 2^4 (WORD) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R - 16 (CELULAS) * 2 Bytes (CADA CELULA) = 2^4 (WORD) * 2^4 (CELULA) 
c) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 29 (ENDEREÇO) – 4 (WORD) = 25 bits 
10) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 16 Gbits. O 
Barramento de Endereços deste computador possui 30 bits. Foi colocado nele uma memória 
cache puramente associativa com capacidade para 1 Mbytes. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 512 bits. Supondo que a CPU faça um acesso ao endereço (0359 4BD5)16, 
Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – 16 Gbits = 2^34 = 2^30 (ENDEREÇO) * 2^4 (CELULA) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R – 512 bits = 2^5 (WORD) * 2^4 (CELULA) 
c) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 30 (ENDEREÇO) – 5 (WORD) = 25 bits 
 
11) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 4 Gbytes. Cada célula 
desta memória tem capacidade para 16 bits. Foi colocada neste computador uma memória 
cache associativa por conjunto com capacidade para 512 Kbytes. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 64 bytes. Cada conjunto possui 2 linhas. Supondo que a CPU faça um acesso 
ao endereço (73A1 49DE)16, Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – RAM = 4 GBytes = 2^35 = 2^31 (ENDEREÇO) * 2^4 (CELULA) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R – 64 Bytes = 2^5 (WORD) * 2^4 (CELULA) 
c) O total de bits para o número do conjunto; 
R – 512 Kbytes / 64 bits = 2^13 (LINHAS) 
 CADA CONJUNTO TEM 2 LINHAS  2^13 (LINHAS) / 2 = 2^12 (CONJUNTO) 
d) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 31 (ENDEREÇO) – 5 (WORD) – 12 (CONJUNTO) = 14 bits 
12) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 2 Gbits. Cada célula 
desta memória tem capacidade para 1 byte. Foi colocada neste computador uma memória 
cache associativa por conjunto com capacidade para 512 Kbytes. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 16 células. Cada conjunto possui 4 linhas. Supondo que a CPU faça um acesso 
ao endereço (02A7 4DB5)16, Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – RAM = 2 Gbits = 2^31 = 2^28 (ENDEREÇO) * 2^3 (CELULA) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R – 16 Bytes = 2^4 (WORD) * 2^3 (CELULA) 
c) O total de bits para o número do conjunto; 
R - 512 KBytes / 16 Bytes = 2^15 (LINHAS) 
 CADA CONJUNTO TEM 4 LINHAS  2^15 (LINHAS) / 2^2 = 2^13 (CONJUNTO) 
 
d) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 28 (ENDEREÇO) – 4 (WORD) – 13 (CONJUNTO) = 11 bits 
13) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 2 Gbits. Cada célula 
desta memória tem capacidade para 2 bytes. Foi colocada neste computador uma memória 
cache associativa por conjunto com capacidade para 1 Mbyte. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 512 bits. Cada conjunto possui 4 linhas. Supondo que a CPU faça um acesso 
ao endereço (06ED C8AD)16, Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – RAM = 2 Gbits = 2^31 = 2^27 (ENDEREÇO) * 2^4 (CELULA) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R – 512 bits= 2^5 (WORD) * 2^4 (CELULA) 
c) O total de bits para o número da conjunto; 
R – 1 MBytes / 512 bits = 2^14 (LINHAS) 
 CADA CONJUNTO TEM 4 LINHAS  2^14 (LINHAS) / 2^2 = 2^12 (CONJUNTO) 
d) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 27 (ENDEREÇO) – 5 (WORD) – 12 (CONJUNTO) = 10 bits 
14) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 8 Gbits. Cada célula 
desta memória tem capacidade para 2 bytes. Foi colocada neste computador uma memória 
cache associativa por conjunto com capacidade para 1 Mbyte. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 16 células. Cada conjunto possui 2 Kbits. Supondo que a CPU faça um acesso 
ao endereço (1A5B CF7A)16, Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – RAM = 8 Gbits = 2^33 = 2^29 (ENDEREÇO) * 2^4 (CELULA) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R – 32 Bytes = 2^4 (WORD) * 2^4 (CELULA) 
c) O total de bits para o número da conjunto; 
R – 1 MByte / 32 Bytes = 2^12 (LINHAS) 
 CADA CONJUNTO TEM 2 Kbits LINHAS  1 Mbyte / 2 Kbits = 2^12 (CONJUNTO) 
d) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 27 (ENDEREÇO) – 5 (WORD) – 12 (CONJUNTO) = 10 bits 
15) Um computador possui uma memória principal com capacidade para 16 Gbits. O 
Barramento de Endereços deste computador possui 30 bits. Foi colocado nele uma memória 
cache associativa por conjunto com capacidade para 1 Mbytes. Cada linha desta cache tem 
capacidade para 512 bits. Cada conjunto tem capacidade para 128 células. Supondo que a CPU 
faça um acesso ao endereço (0367 4AED)16, Calcule: 
a) O total de bits do endereço; 
R – RAM = 16 Gbits = 2^34 = 2^30 (ENDEREÇO) * 2^4 (CELULA) 
b) O total de bits para o número da coluna; 
R – 512 bits = 2^5 (WORD) * 2^4 (CELULA) 
c) O total de bits para o número do conjunto; 
R – 1 MByte / 512 bits = 2^14 (LINHAS) 
 CADA CONJUNTO TEM 128 CELULAS  1 Mbyte / (128 * 2^4) = 2^12 (CONJUNTO) 
d) O total de bits para a Tag; 
R – TAG = 30 (ENDEREÇO) – 5 (WORD) – 12 (CONJUNTO) = 13 bits