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Arquitetura de Computadores Lista de Exercícios – Aula 02 Processadores 1 Exercício 1 O que é conjunto de instruções? Cite algumas diferenças das instruções na estratégia CISC e RISC Conjunto de instruções é conjunto de operações que um determinado processador é capaz de entender/interpretar e, por consequência, executar. RISC: Possui um conjunto de instruções reduzidas, mais elementares. Possui tamanho de instrução fixo. Cada instrução é executada rapidamente. Apenas duas instruções referenciam a memória: LOAD (carregar dado) e STORE (gravar dado) CISC: Possui um conjunto de instruções complexas, cada instrução com capacidade de realizar múltiplas operações. Possui tamanho de instrução variável. A execução das instruções é mais lenta que CISC. Qualquer instrução pode referenciar a memória. Exercício 2 Imagine dois códigos que fazem a mesma coisa, mas foi feito em uma máquina CISC e outra na máquina RISC. Qual delas, na teoria, terá o código com mais instruções? Justifique. Uma instrução CISC pode executar mais de uma instrução RISC. Portanto, na teoria, a máquina RISC terá um código com mais instruções. Exercício 3 Cite ao menos 3 principais componentes do processador e suas funções. Resposta: 1) Contador de programa: Pequena memória que guarda o endereço de memória da próxima instrução a ser executada. 2) Registrador de instruções: Pequena memória que armazena as instruções que serão executadas pelo processador. 3) Decodificador de instruções: Circuito que decodifica, ou seja, descobre o que é a instrução e quais os seus operandos. 4) Banco de registradores: Pequenas memórias que se localizam internamente em processadores e armazenam as variáveis dos. Existem registradores para armazenar também palavras de instrução (item 2 anterior) e algumas informações de controle para o processador como, por exemplo, se uma instrução resultou em resultado negativo. 5) Unidade Lógica e Aritmética (ULA): É composta por uma série de circuitos que executam as operações lógico-aritméticas dos processadores: todas as instruções que o processador possui em seu conjunto de instruções devem poder ser executadas na sua ULA. 6) Barramentos de comunicação internos: São os canais de comunicação que existem internamente na arquitetura do processador. Estes canais permitem que os componentes internos do processador consigam se comunicar. Arquitetura de Computadores Lista de Exercícios – Aula 02 Processadores 2 Exercício 4 Qual a importância destas 7 microinstruções serem executadas na sequência? As microinstruções são: 1) Endereçamento da próxima instrução a ser executada 2) Leitura da instrução da memória de instruções 3) Escrita da instrução no registrador de instruções 4) Decodificação dos operandos 5) Leitura dos operandos da memória ou dos registradores 6) Execução da instrução: 7) Escrita do resultado Resposta: A execução fora desta sequência acarretará incoerência na execução da instrução. Por exemplo: Se executar a microinstrução “Escrita do resultado” antes de “Execução da instrução”, não haverá resultado a ser gravado na memória ou registrador. Caso execute a microinstrução “Execução da instrução” antes de “Leitura dos operandos da memória ou dos registradores”, a ULA não executará corretamente a instrução porque os operandos não foram carregados. Esta ideia pode ser estendida às demais microinstruções. Exercício 5 Imagine que NÃO exista uma instrução no processador que corresponda a uma multiplicação em Java. Se utilizarmos esta multiplicação em Java, o código será executado? Dará erro? O que acontecerá? A operação de multiplicação será quebrada em várias instruções que, juntas, possam obter o mesmo resultado que a operação. Neste caso, a multiplicação poderia ser quebrada em várias somas consecutivas. Matemática Aplicada Lista de Exercícios – Aula 10 Aplicações da Matemática na Computação 3 Exercício 1 O que são portas lógicas? Como funcionam? Cite 3 portas lógicas com sua representação simbólica e os nomes padronizados pela ANSI. Resposta: As portas lógicas (ou circuitos lógicos) são dispositivos que realizam uma operação lógica com um ou mais sinais de entrada, apresentando como resultado uma única saída. Elas funcionam segundo a álgebra booleana já estudada nas aulas 7 e 8. A tabela com as portas vistas na aula 10 segue abaixo: Exercício 2 Suponha que o ponto 𝑃𝑃(𝑥𝑥1,𝑥𝑥2), pertença a uma figura que se deseja girar 90° no sentido anti- horário. a) Qual será então, a matriz transformação que deve ser multiplicada a 𝑃𝑃 para que ocorra tal giro de 90°? b) Qual as coordenadas da nova posição do ponto 𝑃𝑃? c) Se tivermos 𝑃𝑃(−2, 1), quais as coordenadas da nova posição de 𝑃𝑃? Resposta: a) Precisamos rotacionar o ponto e a matriz de transformação é: � cos 90° sen 90° −sen 90° cos 90°� = � 0 1−1 0� b) A nova posição de 𝑃𝑃 é: [𝑥𝑥1 𝑥𝑥2] � 0 1 −1 0� = [−𝑥𝑥2 𝑥𝑥1] c) Pelo item anterior, a resposta será [−1 −2].
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