GABARITO-TOP-AV-ARQ-Questionário 1 - 2019.2

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2019.2 - TÓPICOS AVANÇADOS EM ARQUITETURA DE COMPUTADORES 
QUESTIONÁRIO 1 – Aspectos Básicos dos SC-vídeos 1 até 4 (parte 1) 
GABARITO 
1. Pode-se compreender um sistema de computação, como constituido de 3 partes distintas, 
que concorrem, de forma integrada, para se realizar as computações e objetivos desejados 
pelo usuário. Indique quais são essas 3 partes e cite exemplos de cada uma. 
Resp: na realidade, um sistema de computação é estruturado em DUAS partes: a parte de 
hardware (HW) e a parte de software (SW). 
No HW encontra-se a arquitetura física, constituída da função Processamento, da função 
Armazenamento e da função de E/S. E na parte de SW encontra-se o Sistema Operacional e 
seus programas auxiliares (compiladores, editores de texto, etc). 
2. Comparando o funcionamento dos computadores com os seres humanos, indique as áreas 
básicos de organização de um computador com o modo de funcionamento do corpo humano. 
Resp: Como no corpo humano, os computadores possuem a área cerebral, constituída dos 
elementos de controle: unidade de controle, o relógio, o registrador Contador de Instrução 
(CI), etc. E da parte muscular, onde se realizam os cálculos, constituída das Unidades de 
Cálculo (inteiros e ponto flutuante), registradores de dados,e tc 
3. Quais são as duas unidades de cálculo matemático, normalmente existentes nos 
processadores atuais. E para que serve cada uma delas? 
Resp: As duas inidades são: a ULA-unidade Lógica e Aritmética, responsável pela operação com 
números inteiros e variáveis lógicas e a Unidade de Ponto Flutuante (FPU), responsável pelas 
operações com números fracionários, ou muito grandes ou muito pequenos. 
4. Por que as arquiteturas mais recentes empregam mais de um nível de barramento em vez 
de um único (interligando todos os componentes) como antigamente? 
Resp: Devido a enorme diferença de velocidade entre dispositivos, compartilhando a mesma 
via e sendo poermitida apenas uma única transferência de cada vez. Dividindo os barramentos 
(grupos de dispositivos com velocidades próximas em cada um) melhora-se o desempenho. 
5. Quais são os dispositivos principais da área de controle de um processador? Qual deles é 
importante para implementação do ciclo das instruções? 
Resp: Unidade de Controle (UC), o Contador de Instrução (CI), o Registrador de Instrução (RI), o 
Decodificador de Instruções (dec) e o Relógio (“clock”). O mais importante é o CI. 
 
 Associação Carioca de Ensino Superior 
 
Centro Universitário Carioca 
6. Por que as linguagens de programação possuem dois tipos de dados numéricos (inteiros e 
fracionários) 
Resp: para facilitar armazenamento e processamento de números diferentes e com tamanhos 
diferentes, especialmente números muito grandes ou muito pequenos 
7. Qual é o dispositivo responsável pelo sincronização de eventos e que controla a cadência 
de execução das microoperações? 
Resp: o relógio (“clock”) 
8. Cite dois dispositivos existentes na área de controle dos processadores e dois da área de 
processamento (execução). 
Resp: Na área de controle: Unidade de Controle e Contador de Instrução. 
Na área de execução (processamento), a ULA e os registradores d edados. 
 
9. Processadores capazes de endereçar até 128 GB de memória RAM, cada posição podendo 
armazenar 2 bytes de dados, e cujas instruções de máquina podem ser armazenadas em 
qualquer parte da memória, possuem um CI com largura de L bits. Qual o valor de L? 
Resp: A largura de cada um dos N endereços de MP é obtida de N = = 2BE . A MP = 128GB, mas 
não necessariamente tem 128G endereços (o valor de N é a quantidade de endereços e não de 
bytes). Ora, como em cada posição de memória é armazenado um dado com 2 bytes de largura, 
então o espaço de endereçamento (quantidade de endereços) é 128G / 2 = 64G endereços ou 
posições de memória ou o valor de N. 
Assim, 64G = 2BE e, portanto, BE = 26 bits. 
10. Fazendo-se uma retrospectiva histórica da evolução dos computadores, observa-se que esta 
evolução aconteceu de forma vertiginosa devido a diversos fatores. Escolha a opção 
correta que caracteriza um desses fatores do avanço tecnológico dos computadores: 
a) o aumento da quantidade de periféricos instalados 
b) o desenvolvimento acelerado de novas linguagens de programação de alto nivel 
c) o surgimento da tecnologia de banco de dados relacionais 
d) a redução das distâncias internas para trânsito dos sinais que representam os dados a 
serem processados 
e) o surgimento da Internet, que acelerou as comunicações e, consequentemente, a 
oportunidade para novos desenvolvimentos 
Resp: OPÇÃO d). A redução do tamanho dos transistores, elementos básicos para fabricação de 
processadores. 
11. Desde o surgimento da primeira máquina eletrônica de processamento de dados, a qual 
se popularizou com o nome de computador, a humanidade vem conhecendo diferentes 
tipos dessas máquinas. Esses tipos foram se concentrando em categorias conforme a 
demanda por novas aplicações foram surgindo. Atualmente, pode-se relacionar as 
seguintes categorias de computadores (onde o tipo de processador predomina para 
identificar a categoria de forma adequada): 
supercomputadores – grande porte – microcomputadores – processadores para dispositivos 
móveis – processadores embarcados (ou embutidos). 
Indique a opção mais adequada para relacionar, respectivamente, uma aplicação para as citadas 
categorias: 
a) Simulações em processamentos na área de energia nuclear – processamento de 
telecomunicações – uso apenas de sistemas operacionais multiusuário – processamento 
bancário – processamento pessoal em residências 
FALSA -Processamento de telecomunicações não se enquadra no uso de grande porte, assim 
como as demais. 
b) Processamentos exclusivos na área de sistemas militares – processamento pessoal com 
múltiplos usuários em uso simultâneo - processamentos de um único usuário – 
processamentos de aparelhos celulares – processamento do sistema de ignição de 
automóveis 
FALSA – nem a 1ª nem a 2ª frases se enquadram. 
c) Simulações em processamentos na área de energia nuclear – grandes processamentos na 
área bancária – processamentos de um único usuário – processamentos de aparelhos 
celulares – processamento do sistema de ignição de automóveis 
VERDADE 
d) Processamentos exclusivos na área de sistemas militares - grandes processamentos na área 
bancária – processamentos de um único usuário – processamentos de aparelhos celulares – 
processamento do sistema de um único componente 
FALSA – apenas a 1ª frase está errada 
e) Download (transferência de dados) de múltiplos arquivos de video - processamento pessoal 
com múltiplos usuários em uso simultâneo - processamentos de um único usuário – 
processamentos de aparelhos celulares – processamento do sistema de ignição de 
automóveis 
FALSA- diversas erradas 
Resp: OPÇÃO C 
 
11.Se, em um processador, o campo do código de operação de uma Instrução de Máquina 
possui 7 bits de largura e a Instrução completa possui 24 bits de largura, qual seria o número 
máximo de instruções que poderiam ser inseridas nesse processador? 
Resp: O formato de cada instrução de máquina (IM) é constituído de 2 partes: uma delas é o 
campo Código de Operação (C.Op), que indica o que a instrução faz e aponta para como ela faz 
(algoritmo de execução). Deste modo, cada instrução precisa de um C.Op e haverá tantas IM 
quanto C.Op. Deste modo, se o campo código possui 7 bits de largura, significa que podem ser 
criados 128 C.Op (desde o C.Op de valor 0000000 até C.Op de valor 1111111. E, portanto, 
deverá haver um máximo de 128 IM. 
 
12.O que você entende por Ciclo de Instruçãode um processador? Pode-se afirmar que esse 
elemento é igual ao Ciclo de Memória? Por que? 
Resp: É o algoritmo programado no inteiror do processador, que realiza a execução de uma 
instrução de máquina. Ele é constituído das seguintes etapas básicas: busca da instrução – 
decodificação – execução da operação. Ele faz isso sucessivamente. 
O ciclo de memória é o intervalo entre dois acessos consecutivos à memória. Ele mede, 
portanto, o desempenho da memória. 
Logo, não há igualdade entre os dois termos. 
 
13. Qual é a razão pela qual se afirma que um processador contendo muitos registradores de 
dados tem capacidade de processamento mais rápido, em relação a um outro que possui poucos 
daqueles registradores (considerando-se que as demais características da arquitetura dos dois 
processadores são iguais)? Há algum inconveniente com a escolha dessa opção? 
Resp: Os registradores são as memórias que armazenam os dados que serão imediatamente 
processados pela unidade de cálculo. Assim, são os mais rápidos tipos de memória. Se houver 
muitos registradores, pode-se armazenar muitos dados neles; caso contrário, os dados para 
serem processados precisarão ser enviados da cache para registradores e daí para ULA. Logo, é 
mais rápido do que o vai e vem entre cache e registradores. 
 
14. Durante a digitação de um texto, antes que o mesmo fosse salvo no disco rígido, ocorreu 
uma queda de energia, desligando o computador do usuário. Após esse acontecimento, o 
usuário consultou o técnico de informática sobre a possibilidade de recuperação do texto não 
salvo e obteve, como resposta, que não seria possível recuperar essas informações porque: 
 
(A) os dados não salvos no disco rígido são considerados permanentes, mas o computador não 
tem rotina de backup para os mesmos. 
 
(B) o disco rígido do computador apaga todas as informações recentes quando ocorre uma 
queda de energia. 
 
(C) a memória RAM, onde ficam armazenados os dados não salvos no disco rígido, é apagada 
cada vez que o computador é desligado. 
 
(D) as normas de segurança ISO não permitem que sejam recuperados dados não salvos pelo 
usuário. 
 
(E) os procedimentos lógicos para recuperar dados selados na memória do computador colocam 
em risco a integridade do equipamento. 
 
Dados armazenados de forma permanente no disco rígido e não de forma transitória e nem eles 
são apagados em queda de energia; não há normas da ISO sobre salvamento do tipo informado 
e a opção E nem tem coerência, pois não há dados selados na memória, etc 
No entanto, a memória RAM é apagada sempre que o computador é desligado . 
Opção C. 
 
15. Considere que a etapa de incremento do CI (contador de instrução) de um ciclo de instrução 
de um processador possua a seguinte definição: 
 CI CI + n 
Qual é o significado dessa expressão e o que significa o valor de n. 
 Resp: 
No Ciclo de Instrução define-se que, para a execução de um programa ser automática, assim 
que a instrução é buscada (pelo endereço dela armazenado no CI) e armazenada no RI, o CI 
deve ser incrementado para já apontar para a próxima instrução (quando acabar a execução 
desta atual). Ou seja, seu conteúdo é incrementado de um valor para o endereço seguinte 
contíguo na memória. Se a inatrução atual começa no endereço 3 (CI = 3) e ocupa 2 endereços 
(tenha, p.ex., 2 bytes de tamanho), então CI deve ser incrementado de 2 e apontará para 3 + 2 
= end 5. 
Assim, na expressão CI = CI + n, o valor de n será a largura de endereços da atual instrução, isto 
é, a que acabou de ser buscada e está sendo interpretada ainda. 
Então, o valor de n representa o tamanho da instrução corrente em termos de quantidade de 
endereços que ocupa. 
 
16. Um conjunto de instruções de máquina de um sistema de computação é definido em projeto 
do fabricante do processador, de modo a possuir instruções aritméticas, instruções de 
movimentação de dados, instruções de entrada e saída, instruções de desvio de controle e 
outras mais, especificadas pelo projetista segundo as estratégias concebidas para aquele 
processador. Além disso, cada instrução possui um formato, também definido no projeto, 
sempre constituido de, pelo menos, duas partes. Qual é a parte da instrução cuja largura em bits 
determina o limite máximo de instruções de máquina de um processador? Como cada instrução 
a ser executada fica armazenada no registrador de instrução - RI (em grande parte dos 
processadores), a qual dispositivo do processador é conectada a saída do RI? 
Resp: Chama-se Código de Operação (C.Op). Sendo sua largura, p.ex., igual a 6 bits, então o 
sistema poderá ter até 64 instruções (26 = 64). 
O RI é conectado usualmente ao decodificador de instruções, especialmente a parte do C.Op. 
das instruções. Ou seja, sendo a largura do C.Op. de 6 bits, p.ex., então a entrada do 
decodificador de instruções terá 6 pontos de conexão, uma para cada bit do C.Op. 
17. Se você assistiu o filme Jogo da Imitação, descreva, em uma ou duas linhas de que se trata? 
Resp: Trata-se da história do matemático Alan Turing, idealizador do computador Colossus, 
usado na 2ª guerra mundial para quebrar cifras das msgs dos alemães 
 
18. Qual é o conceito expresso pelo que se conhece na literatura como “Lei de Moore”? 
Resp: Em 1965, o engenheiro Gordon Moore declarou em uma conferência que ele imaginava 
(uma previsão) que a evolução da tecnogia para o futuro seria tal que seria possível dobrar a 
quantidade de transistores dos chips a cada 18 meses (posteriormente, esta estimativa foi 
corrigida para 24 meses ou 2 anos). Com o passar dos tempos essa previsão foi s emostrando 
uma verdade a ponto de se comentá-la como “Lei de Moore”. 
Essa afirmação ,ostra como a tecnologia de processadores e memórias eletrônicas vem 
evoluindo rapidamente. 
 
19. O computador ENIAC é considerado por muitos como o primeiro computador eletrônico 
desenvolvido no mundo, tendo ficado pronto e operacional em 1946. Para a época e 
considerando ser o primeiro fabricado era natural possuir diversos inconvenientes, apesar de 
realizar muito mais cálculos e com muito maior velocidade que os seres humanos. No entanto, 
DOIS inconvenientes eram bastante desvantajosos e logo foram corrigidos nas máquinas 
seguintes, redundando em uma arquitetura conhecida como Arquitetura von Newmann (em 
homenagem ao cientista que divulgou uma proposta para as máquinas dai em diante). Quais 
eram esses inconvenientes? 
Resp: Armazenar e processar números representados em decimal (as máquinas seguintes seria 
binárias) e não possuir dispositivo de armazenamento. 
 
20. Calcule o valor de x na seguinte operação 
 
 64M * 16K = 2X T 
Resp: Conforme mostrado no exercício 13 da relação 1 e no questionário 1, substitui-se cada 
algarismo pela potência de 2 equivalente, ou seja: 64 =26 ; M = 220; 16=24; K=210 e T=240 
 
26 * 220 * 24 * 210 = 2X * 240 . Somando-se os expoentes das potências da direita (são 
multiplicações), tem-se: 
 
240 = 2X * 240. Nesse caso, 2X = 1 e x = 0