ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES

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PROVA N2
 
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	ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES 
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· Pergunta 1
1 em 1 pontos
	
	
	
	A Arquitetura de von Neumann (de John von Neumann, pronunciado Nóimánn) é uma arquitetura de computador que se caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital armazenar seus programas no mesmo espaço de memória que os dados, podendo assim manipular tais programas. Esta arquitetura é um projeto modelo de um computador digital de programa armazenado que utiliza uma unidade de processamento (CPU) e uma de armazenamento ("memória") para comportar, respectivamente, instruções e dados:
Sobre a arquitetura do microprocessador apresentado abaixo, analise as seguintes afirmações:
 
I. O processador é o componente responsável pelo processamento de instruções e de dados.
II. A unidade de controle Controla a execução de qualquer instrução dentro do processador.
III. A unidade lógica aritmética executa as operações aritméticas e lógicas
IV. O acumulador é um dos registradores da CPU, no qual se armazena os resultados de uma operação aritmética
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	A. 
As afirmativas I, II, III e IV estão corretas
	Resposta Correta:
	A. 
As afirmativas I, II, III e IV estão corretas
	
	
	
· Pergunta 2
0 em 1 pontos
	
	
	
	Na computação, para o interfaceamento entre o computador (nó centralizador) e os dispositivos externos (por exemplo, módulos de sensoriamento), pode-se usar o modelo denominado como orientação a eventos. Nesse modelo, a comunicação é iniciada pelo nó de sensoriamento apenas quando houver necessidade – por exemplo, quando houver uma variação brusca no valor coletado. Para responder essa questão, vamos imaginar um cenário composto por vários sensores de espalhados em uma usina nuclear. Assim que acontecer algum evento de falha, uma pronta resposta do computador deve ser realizada. Assinale os modelos de comunicação que podem atender esse cenário:
 
(i) pooling: nesse modelo, o computador solicita, junto aos dispositivos sensórios, os valores lidos. Essa solicitação segue uma sequência circular;
(ii) token: uma mensagem é repassada por entre os nós sensórios de forma circular. O nó detentor do token envia a sua informação ao computador central;
(iii) canais dedicados de sinais de controle. Nesse caso, todos os nós sensores possuem uma via de comunicação ao computador central;
(iv)  barramento: os nós sensores concorrem o acesso a um barramento compartilhado. Quando dois ou mais nós tentarem colocar suas informações, haverá um conflito. Nesse caso, os nós deverão esperar um tempo aleatório para tentar enviar novamente a informação;
(v) daisy-chain: nessa configuração, os nós sensores estão ligados em uma topologia “ponto a ponto”. Quando um nó sensor tiver de enviar alguma informação, este transmite ao seu vizinho, que fará o encaminhamento ao vizinho seguinte até chegar ao computador central.
 
Assinale a opção que corresponda à(s) sua(s) escolha(s):
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	d. 
Apenas as alternativas (i) e (iii) atendem às expectativas.
	Resposta Correta:
	c. 
Apenas as alternativas (iii) e (v) atendem às expectativas.
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. Para responder a essa questão, pense sobre o quesito de atrasos que poderão ocorrer nos modelos citados desde o tempo de geração do evento pelo nó sensor até que ocorra a sua chegada ao computador central.
	
	
	
· Pergunta 3
0 em 1 pontos
	
	
	
	Memória virtual é uma técnica que usa a memória secundária como uma cache para armazenamento secundário.
Houve duas motivações principais: permitir o compartilhamento seguro e eficiente da memória entre vários programas e remover os transtornos de programação de uma quantidade pequena e limitada na memória principal. 
Considere os itens abaixo quanto às características da memória virtual:
I – É mais rápida que a memória RAM.
II – Utiliza espaço do disco rígido para simular um aumento da memória RAM
III – Também é chamada de memória secundária ou auxiliar.
Analisando os itens acima é correto afirmar:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	b. 
Todos os itens estão corretos.
	Resposta Correta:
	a. 
Apenas o item II esta correto.
	Feedback da resposta:
	
	
	
	
· Pergunta 4
0 em 1 pontos
	
	
	
	A interação entre os dispositivos de E/S (entrada e saída ou I/O – input/output) é feita mediante o envio de sinais de interrupção. Uma interrupção é tratada de acordo com uma sequência de instruções análoga à de um processo (programa em execução). Sendo assim, o processo sob processamento deverá ser interrompido para que sejam carregadas, no pipeline, as instruções relativas à interrupção. No entanto, se uma interrupção, em nível do ciclo de instruções, comporta-se como um processo, então ela também é quebrada em micro-operações? A resposta é sim. Não somente o código, relativo à interrupção em si, é dividido em micro-operações, mas, também, a troca de contexto. Salvar contexto denota a operação de armazenar, na memória (estrutura em pilha), informações tais como o valor do registrador PC, para que, ao término da interrupção, seja possível retornar exatamente ao ponto de parada do programa. As micro-operações para o atendimento da interrupção podem ser expressas na sequência de micro-operações descritas a seguir:
I. registrador MBR recebe o valor do PC para que seja empilhado;
II. A Ula efetua o processamento das conversões binárias.
III. registrador MAR é instanciado com a localização do topo do segmento de pilha (stack segment);
IV. PC é setado com o endereço da rotina de tratamento da interrupção;
V. a memória é acessada para efetivar o empilhamento do PC (contido no MBR).
Após a análise do texto podemos afirmar em relação aos itens acima:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
Apenas os itens I, II e III estão corretos.
	Resposta Correta:
	a. 
Apenas os itens I, III, IV e V estão corretos.
	
	
	
· Pergunta 5
0 em 1 pontos
	
	
	
	Nos dias de hoje os computadores necessitam de muito mais espaço para armazenar as informações em todos os tipos de memória, a partir desse momento, as informações que são armazenadas por conjuntos de dígitos binários nos sistemas digitais internos do computador também tem que ser maior, ocupando um espaço de 32, 64 ou 128 bits, sendo que em períodos mais antigos essa memória dos conjuntos de dígitos binários possuiam no máximo 16 bits. Os sistemas digitais necessitam de comunicação com a parte de hardware do computador, para que seja armazenado n conjuntos de dígitos binários. Dentro dos sistemas digitais temos os circuitos digitais capazes de realizar o armazenamento de informações sendo eles os registradores.
Analise os seguintes itens abaixo:
I - Estão no topo da hierarquia de memória, sendo assim, são o meio mais rápido de armazenar um dado.
II - Estão no topo da hierarquia de memória, sendo assim, são o meio mais caro de armazenar um dado.
III - Normalmente são a memória com maior capacidade que pode existir em um computador.
IV - Através dele os dados são persistidos para serem utilizados posteriormente quando forem necessários.
Após analisar os itens acima, é correto afirmar que os itens que se referem a registradores são:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	e. 
Apenas o item I esta correto.
	Resposta Correta:
	d. 
Apenas os itens I e II estão corretos.
	Feedback da resposta:
	
	
	
	
· Pergunta 6
0 em 1 pontos
	
	
	
	Pensando na estrutura de um computador multicore: Computadores contemporâneos em geral têm múltiplos processadores. Quando esses processadores todos residem em um únicos chip, o termo computador multicore é usado. e cada unica únidade de processamento (que consiste em uma unidade de controle, ULA, registradores e talvez cache) é chamada core. 
Para esclarecer a termologia, podemos utilizar as seguintes definições:
I - Unidade Central de Processamento (CPU): é aquela partedo computador que busca e executa instruções. Consiste em uma ULA, uma únidade de controle de registradores. Em um sistema com uma única unidade de processamento, é referida simplesmente como processador.
II - Core: é uma unidade de processamento individual em um chip de processador. Um core pode ser equivalente em funcionalidade a uma CPU em um sistema de CPU única. Outras unidades de processamento especializadas, como uma otimizada para operações de vetores ou de matrizes, são também referidas como cores.
III - Processador: trata-se de um pedaço físico de silício que contem um ou mais cores. O processador é um componente do computador que interpreta e executa instruções. Se um processador contém múltiplos cores, ele é referido como processador multicore.
Analisando os ítens acima podemos afirmar:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	b. 
Apenas os ítens II e III estão corretos.
	Resposta Correta:
	a. 
Todas os ítens estão corretos.
	Feedback da resposta:
	 
	
	
	
· Pergunta 7
0 em 1 pontos
	
	
	
	Instrução é o nome dado a uma operação que o microcontrolador pode realizar. Por exemplo, se o microcontrolador pode realizar a soma de dois valores, dizemos que existe no mínimo uma instrução para soma (ADD). A seguir é apresentada uma instrução com três endereços:
 
ADD Y,A,B
ADD T,C,D
ADD Y,Y,T
 
Assinale a alternativa que apresenta a expressão correspondente a lista de instrução:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	B. 
Y = Y+(C+D)
	Resposta Correta:
	E. 
Y = (A+B)+(C+D)
	
	
	
· Pergunta 8
1 em 1 pontos
	
	
	
	Existem dois níveis de abstração para que possamos olhar um processador: um nível em relação à sua arquitetura e um nível em relação à sua organização. Os fatores que caracterizam uma família são definidos como arquitetura do processador, ou seja, os itens visíveis pelo programador. Por outro lado, a organização do processador está relacionada a seus elementos internos, derivados do projeto de implementação, o que varia de fabricante para fabricante.
Dados os itens a seguir, classifique-os como A (arquitetura), O (organização) ou X (faz parte da organização, porém é viável conhecer para implementar códigos mais eficientes).
 
(  ) conjunto de instruções;
(  ) tamanho da palavra;
(  ) modelo de implementação da memória cache;
(  ) quantidade de registradores;
(  ) número de etapas do pipeline.
 
Agora, escolha a alternativa que traz a sequência correta de respostas.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
A; A; X; A; O.
	Resposta Correta:
	a. 
A; A; X; A; O.
	Feedback da resposta:
	A resposta está correta. Elementos como conjunto de instruções, tamanho da palavra e quantidade de registradores tem que ser de conhecimento, por exemplo, do projetista do compilador, para que se possa traduzir um código em função do que o processador exporta. Além destes elementos, conhecer a forma como se implementa a cache pode ser, também, interessante para que o código seja otimizado por um reposicionamento de variáveis no mapa de alocação de memória, evitando-se, dessa forma, conflitos de endereçamento dentro da cache. O único item que é irrelevante para o projetista do compilador é o número de etapas do pipeline.
	
	
	
· Pergunta 9
1 em 1 pontos
	
	
	
	A memória RAM é um tipo de tecnologia que permite o acesso aos arquivos armazenados no computador. Diferentemente da memória do HD, a RAM não armazena conteúdos permanentemente. É responsável, no entanto, pela leitura dos conteúdos quando requeridos. Ou seja, de forma não-sequencial, por isso, a nomenclatura em inglês de Random Access Memory (Memória de Acesso Aleatório).
Sobre a memória RAM, analise os itens abaixo:
I -  É uma memória volátil, portanto ao desligar o computador os dados que estão armazenados na mesma são apagados.
II -  É uma memória volátil, portanto ao desligar o computador os dados que estão armazenados na mesma são persistidos.
III -  Não é uma memória volátil, portanto seus dados permanecem gravados e podem ser acessados sempre que necessário.
IV -  É uma memória que armazena informações de hardware e inicialização do sistema, portanto não pode ser alterada.
V -  É uma memória não-volátil, portanto ao desligar o computador os dados que estão armazenados na mesma não são apagados.
Após analisar os itens acima, podemos afirmar:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
Apenas o item I esta correto.
	Resposta Correta:
	a. 
Apenas o item I esta correto.
	
	
	
· Pergunta 10
0 em 1 pontos
	
	
	
	Sabe-se que memória cache pode possuir vários níveis, em que o nível L1 é o nível mais alto, ou seja, o nível mais próximo ao núcleo do processador. Sabe-se, também, que existem três tipos de mapeamento, a saber: (i) memória associativa (na qual o bloco pode ser localizado em qualquer região da cache); (ii) mapeamento direto (no qual o bloco deve ser inserido em uma linha específica, predeterminada); e, por último, (iii) o conjunto associativo (que representa uma fusão dos dois modelos).  Marque, respectivamente, o tipo de mapeamento: que ocupa a menor área de implementação (pense na métrica de densidade: bit por área); qual tende a ser mais eficiente; qual a mais cara; qual a mais usada.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	d. 
(i); (ii); (iii); (iii).
	Resposta Correta:
	e. 
(ii); (i); (i); (iii).
	Feedback da resposta:
	A sua escolha não foi a correta. Reflita mais um pouco em relação à construção internas das caches usando esses três diferentes tipos de mapeamento. Além de sua construção interna, refaça algumas simulações considerando os pontos estudados no capítulo. Isso vai te ajudar a associar a quantidade de componentes usados para implementar cada tipo de mapeamento ao fator custo e ao fator tamanho. Quanto à eficiência, imagine qual proporciona a maior taxa de hits.