Gabarito-TOPAV-ARQ-Relacao-de-Exercicios-3

Prévia do material em texto

TÓPICOS AVANÇADOS EM ARQUITETURA DE COMPUTADORES 
 
RELAÇÃO DE EXERCÍCIOS No 3 
GABARITO 
 
1. Qual dos elementos componentes do formato da representação de um número em ponto flutuante é 
responsável pelo maior ou menor precisão do número? 
 
Resp: a largura do campo Fração (ou Mantissa ou ainda “significando, no padrão IEEE-754) é responsável 
pelo tamanho da precisão de um número. 
 
2. Por que o tamanho do conjunto de instruções de um processador pode ser um fator de aumento de 
velocidade de processamento das instruções? 
 
Resp: devido a maior ou menor quantidade de componentes eletrônicos (transistores) dentro do 
decodificador de instrução, que acarretará maior ou menor tempo de decodificação conforme haja mais 
ou menos instruções no conjunto. Assim, se tivermos 31 a 63 instruções, o campo C.Op. tem 6 bits e o 
decodificador terá até 6 fios d esaída e gastará um tempo X para indicar 1 entre 64 instruções. Já se o 
conjunto tiver mais de 128 instruções, o campo C.OP terá mínimo de 8 bits e dverá ter até 256 fios e terá 
que indicar 1 entre 256 opções (mais tempo, mais fios, maior custo, etc). 
 
3. Cite 3 características que diferenciam a arquitetura RISC da CISC, explicando as diferenças entre elas. 
 
Resp: 
1. Quantidade de Registradores – máquinas CISC usavam poucos registradores e muito acesso a MP 
(maior tempo de acesso), enquanto que arquiteturas RISC definem uma grande quantiadde de 
registradores (os dados não precisam estar sendo buscados frequentemente na MP e sim nos 
registradores (mais rápidos). 
2. Quantidade de instruções – explicado no item anterior 
3. Tipo de controle – na CISC usa-se controle por microprogramação e nas RISC controle programado no 
HW. 
 
 
4. Considere um processador cujos números podem ser representados em ponto flutuante com o seguinte 
formato: 
 
Sn Se E F 
 1 bit 1 bit 4 bits 10 bits 
 
Base de representação: 2 
Mantissa (Fração) – F - normalizada 
 
Converter o número decimal - 143 para o formato acima, explicitando o resultado em hexadecimal. 
 
Resp: 
a) Converter o valor decimal 143 para binário: 
100011112. Trata-se da parte significativa do número N ou seja a fração (F). 
b) o número sendo inteiro (143), mesmo binário, não tem F normalizado, pois pelo formato indicado a 
Fração deve ser um valor entre ½ e 1 (fracionário e com algarismo depois da vírgula sendo 1) 
c) normalizar a fração, ajustando o expoente de acordo. 
Como a vírgula em F está mais à direita (número inteiro) e tem que se deslocar para a primeira casa mais 
à esquerda, deverá ser deslocada 8 casas (divisão por 28). O expoente terá que refletir a multiplicação d 
emesmo valor (28) para manter o N igual em valor. 
d) Definir os 4 campos do formato: 
SN = 1 (-) 
 
 Associação Carioca de Ensino Superior 
 
Centro Universitário Carioca 
http://www.unicarioca.br/index.php
SE = 0 (+) 
E = 1000 (810) 
F = 1000111100 
 
N = 1010001000111100. 
Em hexadecimal será (separando os bits de 4 em 4 a partir da direita): A23C 
 
 
5. O que significa processador superescalar? 
 
Resp: É um tipo de arquitetura de processador onde há mais de um pipeline de execução, permitindo a 
realização de mais de uma operação simultânea. 
 
 
6. Cite um inconveniente a ser resolvido com o emprego da técnica pipelining de processamento de ciclos 
de instruções. 
 
Resp: Conflito de acesso a memória (mais de uma acesso em um único barramento); conflito de 
dependência de dados (uma operação processa um valor que é resultado de outra operação ainda em 
andamento); conflito de controle (caso de execução de um IF-THEN-ELSE). 
 
 
7. Por que é desejável que, em um processamento pipeling, a duração de cada estágio deva ser de 
mesmo valor? 
 
Resp: Para que um estágio avançado não tenha que esperar o término do anterior, mais lento. 
 
 
8. Qual a função do registrador de controle (flags) que recebe bits na saída de uma operação da ULA? 
 
Resp: É um registrador especial localizado logicamente na área de processamento, sendo constituido por 
diversos bits, cada um com uma função específica, que ajuda a interpretação de um processamento. 
Exemplos desses bits: sinal (sinal resultante da última op. aritmética realizada); overflow (indica se a última 
op. realizada teve resultado correto (0) ou overflow(1); vai 1 (indica se houve(1) ou não(0) “ vai um” na última 
operação. E assim por diante. 
 
 
9. Considere o valor em hexadecimal: E405, que expressa a representação em ponto flutuante de um 
determinado número. Considerando que esta representação usa o formato a seguir, calcule qual é o valor 
decimal desse número. 
 
Sn F Se E 
 1 bit 9 bits 1 bit 5 bits 
 
Base de representação: 2 
Mantissa (Fração) – F - normalizada 
 
Resp: 
Primeiro lugar converte-se o valor em base 16 para base 2: E405 = 1110010000000101 
Seguindo o formato definido no enunciado, teremos: 
Sn = 1-----------------negativo (-) 
F = 110010000-----0, 11001 
Se = 0---------------- positivo (+) 
E = 00101---------- 510 
 
O número N, segundo a representação básica de ponto flutuante é um produto de F pela potência de E, 
ou seja: 
 
N = - F * 2+E ou N = - 0,11001 * 2+5. Executando a operação, multiplica-se 0,11001 por 25 (desloca-se a 
vírgula 5 casas para a direita), resultando em: 
 
- 110012 ou - 2510 
 
10. Considere um processador cujas instruções de máquina tenham um código de operação de 8 bits e 
outro processador que tenha instruções com código de operação de 6 bits. Levando em conta somente 
este fator, qual deles poderá ser classificado como sendo de arquitetura RISC e qual o que poderá ser 
classificado como CISC? Por que? 
 
Resp: Será classificado como CISC o processador cujo código de operação é maior (8 bits), sendo RISC 
o de menor código (6 bits). A explicação foi dada na resposta do item 2.