ARQ COMP-Trabalho de Avaliacao para AV2-v1

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2020.1 - ARQUITETURA DE COMPUTADORES 
TRABALHO PARA AVALIAÇÃO PARA AV2 
I- PERÍODO DDE VALIDADE DO TRABALHO 
Entre 6ª feira - 29 de maio – 12hs até 4ª feira - 03 de junho -12 hs 
 
II- QUESTÕES 
Questão 1 
Considere um sistema de computação com processador, memória cache e memória principal 
(MP). O tempo de acesso entre processador e cache é de 4 ns e entre cache e memória principal 
é de 40 ns. Qual deverá ser a eficiência de transferências entre cache e processador com o 
emprego dessa estrutura, para que o tempo médio de acesso entre os 3 dispositivos seja de 11,2 
ns ( nanosegundos)? MOSTRE OS CÁLCIULOS 
 
Questão 2 
Um sistema de computação é constituído de um Processador, com 2 GHz de frequência do 
relógio (“clock”), 4 núcleos e interligado a uma memória principal (MP) DDR-DRAM, com 
capacidade máxima de 8 GB (endereçamento é por byte) e que é capaz de realizar um ciclo de 
leitura em 10 ns (nanosegundos). Esta MP é capaz de realizar 40 milhões de transferências de 
dados por segundo. Considerando que o Barramento de Dados (BD) tem 64 bits de largura, 
quanto tempo será necessário para se efetuar, de forma contínua, uma transferência de 1 K 
bytes? MOSTRE OS CÁLCIULOS 
 
Questão 3 
Todos sistema de computação possui uma ou mais Memórias (dispositivos de armazenamento 
de Instruções e Dados). No que diz respeito à memória dos computadores, analise as 
afirmativas a seguir, identificando qual (ou quais) está(ão) correta(s) e quais (ou qual) estão(á) 
incorretas 
 
A) Se o conteudo de uma célula de memória tem uma largura de K bits, ela pode 
armazenar quaisquer das 2K diferentes combinações de bits, naturalmente, uma de 
cada vez; 
B) Se uma memória tiver N células (ou endereços) elas terão endereços de 0 a N-1; 
C) A unidade básica de informação das memórias é o Byte, sendo o Byte indicador de 
uma grupo de 8 bits, qualquer que seja seu significado; 
 
 Associação Carioca de Ensino Superior 
 
Centro Universitário Carioca 
http://www.unicarioca.br/index.php
D) As memórias secundárias (discos) foram criadas para compensar o problema causado 
pelo fato de as CPUs (Processadores) serem muito mais rápidas que as memórias 
primárias; 
E) A função de um controlador de E/S é controlar seu dispositivo de E/S e manipular para 
ele o acesso ao barramento. Quando um controlador lê ou escreve dados de ou para a 
memória sem intervenção da CPU, diz-se que ele está executando acesso direto à 
memória (DMA). 
 
Questão 4 
Os processadores possuem diversos componentes que, para funcionarem corretamente, precisam ser 
instruidos por meio de ordens de execução de cada atividade. A função das linguagens de programação 
é exatamente essa, ou seja, servir de um meio de comunicação entre computadores e humanos. 
 
Sobre o assunto, analise as afirmações a seguir , identificando qual (ou quais) está(ão) correta(s) e 
quais (ou qual) estão(á) incorretas 
 
A) Linguagens de programação são códigos binários que permitem a comunicação entre o homem e a 
máquina, ou seja, entre o ser humano e os computadores 
B) Linguagens de alto nível são utilizadas apenas em microcomputadores, sendo substituidas por códigos 
binários em processadores móveis 
C) Um código binário é constituido sempre de duas partes: a origem da transmissão e o destinatário 
D) Há dois tipos de linguagens de programação: as de baixo nível e as de alto nível. Exemplo de uma 
linguagem de baixo nível é a linguagem Assembly 
E) Programas criados diretamente em linguagem Assembly podem ser diretamente executados pelo 
hardware, já que Assembly é uma linguagem de máquina 
 
Questão 5 
Considere um sistema de computação que contém um conjunto de memórias (registradores, 
caches, etc), as quais conhece-se como Hierarquia de Memórias. Entre essas memórias, há 
uma memória principal (MP), mais conhecida como memória RAM. A imagem a seguir mostra 
um trecho da RAM, com alguns de seus endereços e conteúdos, ambos representados em 
hexadecimal. 
 
 
 
Sobre este sistema, sabe-se, ainda, que seu conjunto de instruções é todo constituído 
de Instruções de formato e tamanho fixo, com 32 bits de largura. Cada uma das 
instruções que realizam operações aritméticas tem Código de Operação, mais 3 (três) 
campos de endereço dos registradores de dados usados pelas ULA (unidades de 
cálculo -um é o endereço do registrador que armazena um dado, outro é o endereço 
do registrador para armazenar o outro dado e o terceiro é o endereço do registrador 
que recebe o resultado da operação) e um campo de 7 bits sem uso ainda. O 
processador possui, entre outros dispositivos, um REM, um RDM, um RI, um CI, uma 
Unidade de Controle, 2 (duas) Unidades de cálculo e um Decodificador de instruções 
com 7 fios de entrada. 
Responda as seguintes perguntas. MOSTRE OS CÁLCIULOS 
a) Quantos registradores de dados existem nesse processador? 
b) Ao executar o Ciclo de cada Instrução, o processador busca a Instrução e, em seguida, 
incrementa o CI para apontar para a Instrução seguinte. Neste sistema, de quantas 
unidades o CI é incrementado? 
c) Qual é o maior valor decimal que pode ser armazenado em cada célula? 
d) Seria possível fabricar um processador com estas especificações e possuindo um 
conjunto de 147 instruções de máquina? 
 
Questão 6 
Um determinado sistema de computação é inicialmente implementado com uma memória 
principal (RAM) com 2GB e um processador de núcleo simples, operando na velocidade de 
2,8GHz. O sistema possui uma arquitetura clássica, conhecida como “Arquitetura von 
Newmann”, com unidade de cálculo (ULA), registradores de dados e Unidade de Controle; os 
registradores servem para armazenar dados de entrada (registrador- ULA) e dados de saída 
de um processamento (ULA  registrador). 
Considere a operação normal desta máquina, supondo que o armazenamento de dados na ULA 
(unidade de cálculo) gaste 13 ns (nanosegundos), que efetivamente executar a operação 
aritmética na ULA demore 21 nanoseg e que o armazenamento do resultado de volta no 
registrador de saída gaste mais 16 nanoseg. Qual é a taxa de operação máxima, em MIPS 
(milhões de instruções por segundo), que essa máquina é capaz de alcançar, sabendo-se que 
executa uma instrução de cada vez? 
MOSTRE OS CÁLCIULOS 
Questão 7 
No que tange às características, a quantidade de instruções que pode ser executada por um 
microprocessador depende diretamente da frequência do relógio (“clock”). Existe uma 
tecnologia, em que as instruções são executadas simultaneamente. Mesmo que o processador 
leve cinco ciclos de relógio (“clock”) para executar cada instrução, podem existir cinco 
instruções sendo executadas de forma simultâneas, embora em diferentes fases do ciclo de 
instrução ( em diferentes estágios de execução). Por esta razão, a impressão que se tem é que 
cada instrução leva um ciclo de relógio (“clock”) para ser realizada. Muitos processadores 
modernos possuem múltiplos decodificadores de instrução, que permitem múltiplos canais de 
execução de instruções. Dessa forma, mais de uma instrução é realizada durante cada ciclo de 
clock. 
Sobre este assunto, analise as informações acima e responda: 
a) Que tecnologia se está referindo acima, que realiza instruções de forma simultânea, 
embora em fases diferentes?. DESCREVA A TECNOLOGIA 
b) Qual é a tecnologia anterior, substituída por esta? 
c) Como se denomina a Arquitetura que emprega dispositivos que permitem a conclusão 
de mais de uma Instrução em cada ciclo de relógio? Indique um exemplo de Processador 
atual que use esta Arquitetura. 
Questão 8 
Todo processador é projetado para executar diretamente um conjunto de operações primitivas, 
cuja descrição e implementação é realizada por meio de binários chamados de Instrução de 
Máquina. Sobre este assunto, analise as afirmações a seguir e mostre qual ou quais são 
Verdadeiras e qual ou quais são FALSAS. 
 
A) Todainstrução de máquina possui obrigatoriamente um campo de bits chamado Código da 
Máquina, além do campo Código da Operação; ambos tem a mesma quantidade de bits. 
B) Cada instrução de máquina é processada na unidade aritmética e lógica, que fica instalada 
na Chamada Área de Controle ou “cérebro” do processador. 
C) Instruções do tipo SSE ou MMX foram criadas pela Intel em seus processadores, com o 
objetivo de processar números inteiros de 64 bits 
D) Instruções de máquina com dois códigos de operação podem executar o dobro da 
quantidade de instruções de um processador comum, com apenas um código de operação 
E) Um processador que possui instruções de máquina com largura do campo código da 
operação igual a 7 bits, poderá ter, no máximo, 127 instruções