Lista Arquitetura

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Lista Arquitetura 
1-> Discutir a função de cada um dos componentes em um sistema computacional: (i) unidade central de processamento; (ii) memória; (iii) unidade de entrada e saída e (iv) barramento.
R-> Unidade central de processamento: também cohecido como processador é composta por duas partes principais: a unidade lógica e aritmética (ULA), formada por circuitos que manipulam os dados através de operações binárias (dois operandos) e unárias (um operando).
R-> Memória: é o componente de um computador cuja função é armazenar as informações que são (ou serão) manipuladas por esse sistema.
R-> Unidade de entrada e saída: compreende todas as maneiras como o computador se comunica com os usuários e outras máquinas ou dispositivos. Os dispositivos de entrada aceitam dados e instruções do usuário, os dispositivos de saída retornam os dados processados.
R-> Barramento: O objetivo do barramento é reduzir o número de interconexões entre a UCP e seus subsistemas. Em lugar de mantermos um caminho de comunicação entre a memória e cada um dos dispositivos de entrada e saída, a UCP é interconectada com os mesmos via barramento de sistema compartilhado.
2->. Comparar os seguintes nível de hierarquia de memória: (i) nível de registradores (memória de rascunho), (ii) memória cache, (iii) memória principal e (iv) memória secundária; em relação aos seguintes aspectos: (a) velocidade de acesso, (b) capacidade, (c) volatilidade, (d) tecnologia de fabricação, (e) temporariedade dos dados armazenados e (f) custo.
R-> Nível de registradores: 
§ Características:
§ Velocidade: Tempo de acesso – um ciclo de memoria; Por serem construídos com a mesma tecnologia do processador, estes dispositivos possuem o menor tempo de acesso;
§ Capacidade: Poucos bits; Somente o tão necessário para armazenar um único dado, uma única instrução ou até mesmo um único endereço;
§ Volatilidade: São memórias voláteis;
§ Tecnologia de Fabricação: São memórias eletrônicas;
§ Temporariedade: Tendem a guardar informação (dados ou instruções) o mais temporariamente possível;
§ Custo: Apresentam o maior custo/byte entre todas as memórias;
R-> Memória cache: 
§ Características:
§ Velocidade: Rápida - mais lenta do que os registradores, porém mais rápida do que a memória principal;
§ Capacidade: Capacidade adequada, visando que boa parte das buscas da CPU ocorram na cache, não na memória principal; Possui uma grande variedade, mas vai de alguns kBytes a poucos Mbytes;
§ Volatilidade: São memórias voláteis;
§ Tecnologia de Fabricação: São memórias eletrônicas (SRAM);
§ Temporariedade: Relativamente pequeno (menor do que rascunho, maior que a memória principal);
§ Custo: O valor por byte está situado entre o dos registradores, que são os mais caros, e o da memoria principal, mais barata.
R-> Memória principal:
§ Características:
§ Velocidade: A velocidade se situa abaixo das memorias cache, embora sejam muito mais rápidas que a memoria secundaria;
§ Capacidade: Superior à das memorias cache (mas inferior à memória secundária), sendo limitada por dois fatores: A definição de seu tamanho máximo, estabelecida no projeto da arquitetura do processador (barramento de endereços); Limitação imposta pelo dispositivo de controle da memoria;
§ Volatilidade: São memórias voláteis;
§ Tecnologia de Fabricação: São memórias eletrônicas (DRAM);
§ Temporariedade: As informações permanecem armazenadas na MP é, em geral, mais duradoura que na memoria cache ou nos registradores, embora menor que na memoria secundaria; Os dados permanecem temporariamente na MP enquanto durar a execução do programa;
§ Custo: Custo mais baixo que o custo das memorias cache (porém maior que memória secundária);
R-> Memória secundária:
§ Memoria com maior capacidade de armazenamento;
§ Menor custo por byte armazenado;
§ Tempos de acesso também superiores aos outros tipos;
§ Tem como objetivo garantir um armazenamento mais permanente, razão por que deve naturalmente possuir maior capacidade que a memoria principal;
3-> Explicar a diferença entre barramento de controle, barramento de dados e barramento de endereços, citando a funcionalidade principal de cada barramento bem como que tipo de informações trafegam em cada um destes barramentos.
R-> barramento de controle: Conduz os sinais de controle em um computador; Cada bit um tem uma independência funcional, seja:
▪ Direção do fluxo do sinal;
▪ No instante em que o sinal surge no fio correspondente;
▪ Na sua função.
R-> barramento de dados: Conjunto de fios que serve para transporte dos sinais elétricos correspondentes aos bits de dados;
Características desse barramento:
▪ Largura, L;
▪ Velocidade, V;
▪ Taxa de transferência, T, sendo que: T = LV
R-> barramento de endereços: Conduz os endereços (origem e destino de dados) em um computador; 
▪ Característica física marcante, a largura, L;
▪ Quanto maior o valor de L, maior a quantidade de endereços que podem ser usados no referido sistema;
4-> Explique o processo de comunicação entre o processador (CPU) e a memória principal (RAM) nos processos de escrita e leitura, destacando os passos e registradores envolvidos.
R-> Memória principal(RAM): § Memória que pode ser escrita e lida;
§ Geralmente apenas uma operação por vez (portas de leitura e escrita compartilhadas);
§ Usualmente é volátil (perde seus dados após desligada)
R-> processador (CPU): Operação de leitura, Uma de cada vez.
Formado basicamente por um conjunto de registradores, Armazenam dados e instrução correntes.
5-> Discuta a importância e a necessidade de utilização de memória cache em sistemas de computacão de alto desempenho. 
R-> A memória cache é uma peça importante, no UCP, Unidade Central de Processamento, que o processador armazena os dados importantes em sua memória própria e processa os outros. Quando uma parte de uma tarefa realizada, a CPU solicita mais dados para a memória RAW (gigabyttes) e novamente armazena uma parte no cache. porem o ciclo se repete até o fim da ação.
6-> Explique o funcionamento básico da memória cache, bem como o princípio da localidade temporal e espacial permitem a utilização prática das memórias cache na hierarquia de memória.
R-> Ela possibilita que o processador trabalhe com toda a capacidade e tenha o mínimo de tempo ocioso possível.
R-> Localidade Temporal: Se um programa acessa uma palavra da memoria, há uma boa probabilidade de que ele em breve acesse a mesma palavra novamente;
§ Execução em laço;
R-> Localidade Espacial: Se a CPU acessa uma palavra da memoria, há uma boa probabilidade de que o acesso seguinte seja uma palavra subsequente daquela palavra que ele acabou de acessar;
§ Armazenamento do código sequencial;
7-> Comente a importância das técnicas (funções) de mapeamento em uma memória cache, bem como diferenciar a técnica de mapeamento direto e mapeamento associativo.
R-> A função de mapeamento diz respeito a estratégia utilizada para determinar onde cada dado da memória principal estará na Cache. Ela determina onde cada dado da Memória Principal será copiado na Cache caso ele seja acessado.
R-> mapeamento direto: No mapeamento direto, cada bloco da memória principal é mapeado para uma linha do cache, cada linha da cache possui 3 campos, índice(ou linha), tag e o endereço da palavra.
R-> mapeamento associativo: aqui, cada linha da MP pode ser carregada em qualquer lugar da cache. Neste modo haverá apenas dois campos. A tag e o end. da palavra.
8-> Discuta sobre a importância dos algoritmo de substituição de dados na cache, bem como as principais técnicas de substituição existentes.
R-> importância: Eles tem a função de definir quais linhas com informações atualmente armazenadas vão ser retiradas para dar lugar a uma novas linhas com informações.
R-> principais técnicas: 
LRU-least recently used: Este algoritmo escolhe a linha que esta a mais tempo sem uso pela CPU e substitui pela nova linha.
FIFO-First Input, first output: FIFO se resume a uma fila qualquer. Um exemplo prático seria uma fila de banco,o primeiro a entrar será o primeiro a ser atendido. No caso da cache, a linha que a mais tempos esta armazenada na cache sera substituída, independentemente se a CPU estiver usando ou não.
LFU-least frequently used: O algoritmo escolhe a linha de acordo com a sua referencia, ou seja, a linha que tiver menos acessos por parte da CPU vai ser a escolhida para substituição.
Problemas: 
Que billy esta certo, pois o P4 tem o dobro de memoria clock,ou seja, mais processamento.