ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES

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ATIVIDADE 2
 
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	ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES 
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	ATIVIDADE 2
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· Pergunta 1
0 em 0,25 pontos
	
	
	
	Cada família de processadores tem o seu conjunto de instruções e cada uma delas segue um formato de representação (formato das instruções). O formato define a origem e os valores a serem manipulados pelas instruções. À fusão do conjunto de instruções e seus respectivos formatos dá-se o nome de “Arquitetura do Conjunto de Instruções” (ISA – Instruction Set Architecture).  Em relação ao ISA, pode-se afirmar:
 
(_) o opcode pode ter um tamanho variável. Assim, pode-se definir com tamanhos menores as instruções que tiverem mais frequência de uso;
(_) máquinas RISC (Reduced Instruction Set Computer) apresentam dois operandos em seu formato por se tratarem de máquinas com código reduzido;
(_) o opcode pode ser produzido usando alguns bits para representarem o tipo (classe) das instruções e outros bits para representarem a instrução dentro da classe. Dessa forma, pode-se facilitar a implementação do módulo de hardware responsável por gerar os sinais de controle;
(_) datapath representa a distribuição dos sinais de controle a partir da unidade de controle (UC) e dos demais módulos de hardware do processador. Representa, também, o caminho e o roteamento das informações entre os módulos internos do processador. Porém, o seu projeto não representa as fases de execução das instruções. Tais fases são mapeadas apenas no controle do pipeline.
 
Assinale a sequência que corresponde à sequência correta após analisar e atribuir V (verdadeiro) ou F (falso) a cada afirmativa:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
V; V; V; F.
	Resposta Correta:
	e. 
V; F; V; F.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. Sugerimos a releitura do capítulo. Nesta questão, abstraia: formas de economizar memória para a alocação dos programas; modos para facilitar o processo de decodificação das instruções e, por fim, pense que um datapath deve representar o processador com um bom nível de detalhamento funcional.
	
	
	
· Pergunta 2
0,25 em 0,25 pontos
	
	
	
	Em termos gerais, as funções de um computador podem ser divididas em quatro categorias:
I. Processamento de dados
II. Armazenamento de dados
III. Movimentação de dados
IV. Controle
Considere as definições:
i. Processo que consiste em extrair informações de dados. É subdividido em três etapas: entrada, processamento e saída.
ii. Um computador deve ser capaz de armazenar dados, mesmo que temporariamente, referentes ao processamento dinâmico. Assim, existe pelo menos uma função de armazenamento de dados a curto prazo.
iii. Um computador deve ser capaz de movimentar dados gerados internamente para o mundo exterior, assim como receber dados externos e processá-los internamente.
iv. É exercido pelo processador ao fornecer instruções para a realização das três funções descritas anteriormente (processamento, armazenamento e movimentação de dados).
Assinale a alternativa que relaciona as categorias das funções do computador com as suas definições:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
I e i; II e ii; III e iii; IV e iv
	Resposta Correta:
	a. 
I e i; II e ii; III e iii; IV e iv
	
	
	
· Pergunta 3
0 em 0,25 pontos
	
	
	
	Em relação aos componentes básicos dos microcomputadores, aquele que fornece a sincronização e a ordenação de operações, necessária para a execução correta de programas é: 
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
Registradores.
	Resposta Correta:
	d. 
Unidade de Controle.
	Feedback da resposta:
	A Unidade de Controle fornece a sincronização e a ordenação de operações necessárias para a execução correta de programas.
	
	
	
· Pergunta 4
0 em 0,25 pontos
	
	
	
	Em relação ao processamento das instruções, é sabido que uma instrução pode ser decomposta em algumas fases. Essa decomposição visa facilitar o processo de implementação do hardware, pois são permitidos: módulos menores e otimizados para uma certa funcionalidade, uma simplificação de interfaceamento entre os demais módulos do processador e, também, que sejam adotadas técnicas de aumento de performance como o pipeline. Observe, a seguir, as etapas de processamento que constituem uma instrução.
 
A – busca da instrução;
B – busca dos operandos;
C – decodificação;
D – execução;
E – escrita dos resultados;
 
Marque a alternativa que mostra a sequência correta para a execução das etapas de processamento de uma instrução.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	b. 
A; C; D; B; E.
	Resposta Correta:
	e. 
A; C; B; D; E.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. Retome seus estudos, a partir do ponto em que é abordada a sequência para a execução de uma instrução. Tente abstrair as dependências de uma etapa em relação à outra, verificando, assim, o que é necessário para que uma etapa seja executada.
	
	
	
· Pergunta 5
0 em 0,25 pontos
	
	
	
	Pipeline é uma técnica que consiste em quebrar uma instrução em várias etapas, alocando-as a hardwares distintos. Assim que um hardware finalizar a sua tarefa em relação à instrução IA, ele pode processar a parte que lhe cabe da instrução IB. Desta forma, é possível uma antecipação do início da próxima instrução. Sendo assim, é válido afirmar que:
 
I – O pipeline tenta aumentar a vazão em relação ao número de instruções executadas em um determinado intervalo de tempo (throughput).
II – O pipeline tem por objetivo diminuir o tempo de execução de uma instrução.
III – Em função da quebra da instrução em etapas e a antecipação do início das instruções subsequentes, o pipeline objetiva diminuir o tempo total de processamento do programa.
IV – O caso ideal para o pipeline é que ele forneça uma instrução por ciclo. Porém, essa métrica não se consegue alcançar em função de diversos motivos como os hazards e a própria característica da instrução que pode alocar certo módulo de hardware, mas de um tempo consecutivo.
Diante destas afirmativas, assinale a opção que você julgue estar correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	e. 
As afirmativas I e IV são falsas.
	Resposta Correta:
	d. 
Apenas a afirmativa II é falsa.
	Feedback da resposta:
	Infelizmente, a sua escolha não foi a correta. Lembre-se de que no pipeline, uma instrução em si deve passar por todas as suas etapas de execução. Há apenas uma divisão destas etapas, o que permite que uma nova instrução seja iniciada mais cedo, antes da instrução antecessora ser finalizada. Desta forma, duas ou mais instruções são executadas ao mesmo tempo, porém em estágios diferenciados.
	
	
	
· Pergunta 6
0,25 em 0,25 pontos
	
	
	
	São variáveis que armazenam dados manipulados pelas instruções ou informações para uso da própria CPU:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	C. 
Registradores
	Resposta Correta:
	C. 
Registradores
	
	
	
· Pergunta 7
0,25 em 0,25 pontos
	
	
	
	Equipamento que se tornou tão comum quanto qualquer eletrodoméstico, atualmente o computador está inserido em nosso cotidiano de uma forma quase transparente para o usuário. Ele executa as mais diversas tarefas a partir de simples comandos, de forma rápida e bastante confiável. Assinale a alternativa que corresponde a definição de computador, de acordo com William Stallings (2003):
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
computador pode ser visto como um sistema formado por um conjunto estruturado de componentes, e cujas funções se resumem em processamento de dados; armazenamento de dados; transferência de dados e controle das operações internas e de acesso à informação.
	Resposta Correta:
	a. 
computador pode ser visto como um sistema formado por um conjunto estruturado de componentes, e cujas funções se resumem em processamento de dados; armazenamento de dados; transferência de dados e controle das operações internas e de acesso à informação.
	
	
	
· Pergunta 8
0,25 em 0,25 pontos
	
	
	
	Observe as afirmativas abaixo:
VIII. É formadopor circuitos integrados, placas de circuito impresso, cabos, fontes de alimentação, memórias, impressoras, terminais de vídeo, teclados.
VIII. Trata-se dos algoritmos (instruções detalhadas para o desempenho de uma função ou tarefa) e as respectivas representações para o computador em uma determinada linguagem.
VIII. Também conhecidos por BIOS (Basic Input/Output System), é semelhante ao Software, mas trata-se de um programa ou conjunto de programas operacionais específicos que fazem parte do software "básico" de um computador.
Assinale a alternativa correta sobre a que se refere cada afirmação:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
I. hardware; II. Software; III. Firmware
	Resposta Correta:
	a. 
I. hardware; II. Software; III. Firmware
	
	
	
1. Pergunta 9
0 em 0,25 pontos
	
	
	
	Interrupções são sinais gerados pelos dispositivos ou pelo software para que as informações sejam coletadas ou direcionadas aos dispositivos de E/S (entrada e saída). Desta forma, por intermédio dos barramentos e com o controlador de interrupções, os dispositivos de E/S conseguem realizar o interfaceamento com o processador.
 
Frente às afirmativas a seguir, assinale com “V” aquelas que você julgue com verdadeiras e com “F” as que você julgue como falsas:
 
(  ) As interrupções em nada impactam sobre o pipeline pois as instruções relativas ao seu tratamento seguem o fluxo normal de execução dentro do pipeline.
(  ) Se gasta tempo computacional atendendo às interrupções devido à troca de contexto, salvando e recuperando, junto à memória, a imagem do processo (programa) interrompido.
(  )  Instruções têm sempre prioridade frente os processos dos usuários.
(  ) Toda vez que o clock do computador pulsa, uma interrupção é gerada.
 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de respostas.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
V; V; V;  F.
	Resposta Correta:
	d. 
F; V; V; V.
	Feedback da resposta:
	Infelizmente, a sua resposta não corresponde à opção correta. Para essa questão, lembre-se de que interrupções são geradas a todo o momento e que elas devem ser prontamente atendidas. Lembre-se também, por exemplo, de que toda vez que acontece um conjunto de pulsos de clock, o relógio físico do computador deve ser atualizado.
	
	
	
1. Pergunta 10
0 em 0,25 pontos
	
	
	
	Pipeline é uma técnica que visa o aumento de performance de processamento através da antecipação das instruções. Ao antecipar instruções, temos várias instruções sendo executadas simultaneamente no processador. Mas, para antecipar instruções, devem ser verificadas as dependências (hazards) de dados (verificar, por exemplo, se todas as informações necessárias já se encontram disponíveis) e deve-se, também, verificar as dependências estruturais (verificar se tem hardware disponível).
 
Pensando-se em hazards estruturais, assinale com “S” a(s) afirmativa(s) abaixo que você julgue como possível(eis)  solução(ões) para atenuá-los ou, até, para eliminá-los e marque com “N” aquela(s) que você julgue não ter relação:
 
(  ) Criar memória com dois ou mais canais de leitura/escrita como dividir a memória cache L1 em cache de instruções e cache de dados.
(  )  Replicar as unidades funcionais do processador – superescalaridade.
(  )  Reprojetar o pipeline variando o número de estágios.
(  ) Otimizar o código gerado ativando opções de otimização do compilador.
Marque a opção que corresponda à sequência correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	e. 
N; S; N; S.
	Resposta Correta:
	d. 
S; S; N; S.
	Feedback da resposta:
	Infelizmente, a sua resposta está incorreta. Para resolver essa questão, pense nas fases de execução da instrução e sobre quais os recursos demandados por cada etapa. Reflita, também, sobre os graus de paralelismo que podemos encontrar nos processadores atuais e faça uma correspondência com o próprio pipeline.