ARQ DE COMPUTADORES E MICROPROCESSADORES - ATIVIDADE 4

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Pergunta 1
1 em 1 pontos
	
	
	
	Sistemas dotados de vários processadores podem ser classificados em multiprocessadores e em multicomputadores. Os multiprocessadores são aqueles que dispõem de memória compartilhada com várias CPUs. Por sua vez, os multicomputadores apresentam recursos de memória e de I/O vinculados a apenas uma CPU interligada a uma rede de comunicação.
Falando, especificamente, de multiprocessadores, podemos subdivi-los em SMP ( Symmetric Multiprocessing – em português, multiprocessadores simétricos) e em NUMA ( Non-Uniform Memory Access – em português, acesso à memória não uniforme).
Para esta questão, associe as características seguinte com “S” (SMP) ou com “N” (NUMA).
(_) O tempo de acesso à memória não é uniforme, pelo fato de a memória ser distribuída.
(_) O tempo de acesso à memória é o mesmo em relação a todos os processadores.
(_) Cada processador apresenta um canal dedicado à sua memória local e uma interface com um barramento, para interconectar-se aos demais processadores.
(_) Existe uma limitação do número de processadores, devido à degradação do sistema ocasionada pelo tráfego no barramento.
 
Agora, assinale a alternativa que contém a sequência que você julgue ser a correta.
Resposta Selecionada:
 
N; S; N; S.
Resposta Correta:
  N; S; N; S.
Comentário da resposta:
Resposta correta: você observou que, em uma máquina SMP, existe apenas um módulo de memória, que é compartilhado com todos os processadores. Essa característica faz com que o tempo de acesso seja uniforme. Porém, o sistema pode degradar-se se houver excesso de troca de informações pela rede. Esse problema é atenuado pelas máquinas NUMA, que apresentam memórias distribuídas – atreladas a cada processador. No entanto, essa topologia faz com que o tempo de acesso não seja uniforme.
	
	
	
	
· Pergunta 2
· 1 em 1 pontos
	
	
	
	No desenvolvimento de sistemas digitais, podemos utilizar abordagens top-down e botton-up. Na top-down, o processo de desenvolvimento se faz de cima para baixo, especificando o elemento mais global e realizando subdivisões sucessivas, até obter um nível desejável de funcionalidade e de complexidade. Na metodologia botton-up, realiza-se a interligação de componentes previamente criados. Tais componentes – que criados criados na top-down e utilizados na botton-up – são denominados IP Core ( Intellectual Property Core – em português, núcleo de propriedade intelectual).
Para esta questão, suponha os seguintes elementos:
 
I – codificação em HDL;
II – biblioteca de componentes;
III – diagrama esquemático que representa a interligação de componentes digitais;
IV – produto final ( chip ou solução baseada em FPGA).
 
Agora, selecione a opção que contém as sequências de elementos nas abordagens top-down e botton-up, respectivamente.
Resposta Selecionada:
 
I → III → IV e II → IV.
Resposta Correta:
   
I → III → IV e II → IV
Comentário da resposta:
Resposta correta: a abordagem top-down começa no nível mais alto de abstração – no caso, representado pela codificação HDL – e com o mapeamento de componentes eletrônicos até chegar ao produto final. Por sua vez, na botton-up, os elementos para gerar o produto final são coletados a partir da biblioteca de componentes. Na prática, a fase III (diagrama esquemático) pode não estar claramente representada. A partir de ambientes integrados de implementação e de síntese, geram-se as informações a serem descarregadas para o FPGA diretamente, a partir da codificação HDL. Os componentes da biblioteca são, também, gerados diretamente, a partir da codificação HDL.
	
	
	
	
· Pergunta 3
· 0 em 1 pontos
	
	
	
	As duas filosofias reinantes, atualmente, no mercado dos computadores são a CISC (Complex Instruction Set Computer – em português, computador com conjunto de instruções complexas) e a RISC (Reduced Instruction Set Computer – em português, computador com conjunto de instruções reduzidas). Alguns processadores adotam, ainda, uma filosofia híbrida – ou seja, uma fusão entre CISC e RISC. As máquinas RISC têm, como grande vantagem, um melhor aproveitamento de seu pipeline, devido à simplicidade de suas instruções e à baixa quantidade de modos de endereçamento. Nesta questão, associe as características à filosofia CISC (marcando o item com “C”) ou à filosofia RISC (marcando-o com “R”). 
(_) Vários conjuntos de registradores.
(_) Instruções de múltiplos ciclos.
(_) Possibilidade de acesso à memória por meio de várias instruções.
(_) Acesso à memória apenas pelas instruções load e store.
(_) Instrução dividida em micro-operações. 
(_) Máquina de três operandos.
Assinale a alternativa que você julgue ser a correta:
Resposta Selecionada:
 
C; R; R; C; R; C.
Resposta Correta:
 
R; C; C; R; C; R.
Comentário da resposta:
Resposta incorreta: sugerimos a releitura do e-book. Reflita, por exemplo, sobre como os RISCs manipulam as janelas de registradores e sobre como são realizadas as transferências de informações entre a memória e os registradores. Analise, também, exemplos de processadores de dois e de três operandos.
	
	
	
	
· Pergunta 4
· 1 em 1 pontos
	
	
	
	Processadores DSP ( Digital Signal Processors – em português, processadores de sinais digitais) são construídos para aplicações que necessitem realizar o processamento de sinais digitais – controle industrial, instrumentação biomédica, controles aviônicos e processamento de áudio e de vídeo. Sendo assim, a sua estrutura é otimizada para tal finalidade. Dentre as otimizações existentes, podemos destacar a presença de dois datapaths para processamento paralelo.
Para esta questão, classifique, com “V”, a(s) afirmativa(s) que você julgar verdadeira(s) e, com “F”, a(s) que considerar falsa(s):
 
(_) O DSP trabalha com o chamado fetch packet – um agrupamento de oito instruções passíveis de serem paralelizadas.
(_) A memória cache do DSP segue, assim como os processadores RISC, a arquitetura de Harvard.
(_) Cada datapath apresenta o seu próprio banco de registradores para aumentar a eficiência do pipeline.
(_) O pipeline é inerente apenas às fases busca das instruções ( program fetch), despacho das instruções ( instruction dispatch) e decodificação da instrução ( instruction decode).
 
Agora, selecione a alternativa que contém a sequência correta.
Resposta Selecionada:
 
V; V; V; F.
Resposta Correta:
  V; V; V; F
Comentário da resposta:
Resposta correta: o DSP segue uma filosofia VLIW ( Very Long Instruction Word – em português, palavra de instrução muito longa), em que um grupo de instruções é coletado, para que as instruções sejam paralelizáveis em seus dois datapaths (cada datapath contém quatro unidades funcionais de processamento). Além disso, cada datapth apresenta o seu próprio conjunto de registradores (cujos dados podem ser intercambiados) para que a execução seja realizada com pipeline em todas as etapas do ciclo de instrução.
	
	
	
	
· Pergunta 5
· 0 em 1 pontos
	
	
	
	A implementação de sistemas digitais (dentre os quais se incluem os processadores) requer etapas que vão desde a fase de especificação até a de colocação do sistema em operação. Dentro de cada etapa, temos vários ambientes disponíveis que facilitam o desenvolvimento de sistemas digitais; e que, também, proporcionam produtos com uma menor incidência de erros de concepção e de projeto.
Para esta questão, suponha as fases a seguir enumeradas:
 
I – especificação;
II – projeto;
III – implementação;
IV – análise;
V – síntese.
 
Agora, associe essas fases de desenvolvimento com as ferramentas relacionadas abaixo:
 
(_) Editores gráficos para representar blocos funcionais e seus relacionamentos.
(_) Xilinx Vivado.
(_) ModelSim.
(_) Quartus Prime.
(_) ferramentas para a especificação formal.
 
Selecione a alternativa que contém a sequência correta.
Resposta Selecionada:
 
4; 5; 4; 2; 1.
Resposta Correta:
  2; 5; 4; 3; 1.
Comentário da resposta:
Resposta incorreta: sugerimos a releitura do e-book. Para responder a esta questão, revejas as funcionalidades de cada ferramenta. Não se esqueça de que a síntese pode ser realizadaem vista tanto da construção física ( chips) quanto das soluções baseadas em FPGAs.
	
	
	
	
· Pergunta 6
· 0 em 1 pontos
	
	
	
	Quando são realizadas a caracterização e certas reflexões sobre processadores CISC, sempre vêm à tona as suas instruções, que têm menor complexidade em relação às dos processadores RISC. Consequentemente, o seu hardware é, igualmente, menos complexo. A baixa complexidade das instruções faz com que possam ser executadas em apenas um ciclo de instrução, municiando o pipeline com mais eficiência.
Para esta questão, analise as afirmativas a seguir e as avalie como verdadeiras (“V”) ou como falsas (“F”).
 
I – Ter um hardware menos complexo significa fazer um menor percurso para a propagação dos sinais internos. Consequentemente, há um tempo de propagação menor, o que proporciona a possibilidade de trabalhar com frequências de clock maiores.
II – Com todas as instruções sendo executadas em apenas um ciclo de máquina, o controle do pipeline se torna mais simples, possibilitando uma maior eficiência.
III – Um hardware menos complexo significa uma alta limitação do processamento das instruções, fazendo com que máquinas RISC executem um número muito maior de instruções em comparação com as máquinas CISC. Esse fato faz com que as máquinas RISC sejam sempre menos eficientes em relação às CISC.
IV – Com um hardware menos complexo, pode-se criar projetos que apresentem uma menor dissipação de potência, o que proporciona um menor consumo energético. (V)
 
Agora, assinale a alternativa que você julgue ser a correta.
Resposta Selecionada:
 
Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras.
Resposta Correta:
  Apenas as afirmativas I, II e IV são verdadeiras
Comentário da resposta:
Resposta incorreta: sugerimos a releitura do e-book. Para esta questão, reflita sobre as consequências físicas de se ter um circuito menos complexo. Dentre outras coisas, lembre-se de que a frequência máxima de operação pode ser derivada do tempo de propagação de sinais: frequência = 1/tempo.
	
	
	
	
· Pergunta 7
· 0 em 1 pontos
	
	
	
	O ARM é um processador derivado do padrão RISC. Sendo assim, apresenta, como uma de suas características básicas, a pequena quantidade de formatos de instruções. Em relação a esses formatos, podemos mencionar que o ARM manipula três níveis de instruções: ARM, thumb e thumb-2. Especificamente no nível ARM, podemos encontrar sete formatos.
Para esta questão, analise os sete formatos e marque as afirmativas a seguir com “V” (verdadeiras) ou com “F” (falsas):
 
(_) o ARM manipula cinco classes de instruções e três modos de endereçamento;
(_) o ARM é um processador de dois operandos;
(_) instruções do tipo load-store têm um opcode formado por 4 bits.
(_) O ARM é capaz de distinguir entre a manipulação de uma palavra e a de um byte.
 
Agora, selecione a alternativa correta.
Resposta Selecionada:
 
F; V; F; V.
Resposta Correta:
  V; F; F; V
Comentário da resposta:
Resposta incorreta: sugerimos a releitura do e-book. Foque, especificamente, o conteúdo relacionado ao formato de instruções do ARM. Analise os campos dos formatos, distinguindo as suas funcionalidades e associando-os às classes de instruções.
	
	
	
	
· Pergunta 8
· 1 em 1 pontos
	
	
	
	Uma das características marcantes dos processadores RISC é a utilização de janelas de registradores. Em tal abordagem, os registradores são agrupados de forma que cada janela seja alocada para uma função do código. Assim, tem-se os registradores ditos temporários, que visam a estabelecer a interface entre a evocação e o retorno das funções. Dessa forma, pode-se evitar a reutilização indevida dos registradores e, portanto, a sobrescrita de valores de forma prematura.Para esta questão, preencha, apropriadamente, as lacunas do texto a seguir.
A utilização das janelas de registradores consiste em uma otimização cuja abordagem se baseia em ____. Na abordagem por ____, os registradores são utilizados de acordo com uma análise do código. Na abordagem por ____, os conjuntos de registradores atuam como um buffer ____, caso em que são necessários registradores de índices para as regiões da janela salva e da janela atual.
Agora, assinale a alternativa que contém a ordem correta de preenchimento.
Resposta Selecionada:
 
Hardware; software; hardware; circular.
Resposta Correta:
 
Hardware; software; hardware; circular.
Comentário da resposta:
Resposta correta: a sua resposta está correta. Realmente, na abordagem via hardware, os grupos de registradores atuam como um buffer circular no mecanismo de janelas de registradores. Por sua vez, na abordagem via software, uma análise do código é realizada pelo compilador, a fim de otimizar o uso dos grupos de registradores.
	
	
	
	
· Pergunta 9
· 1 em 1 pontos
	
	
	
	Nós de processamento dotados de vários processadores podem ser classificados segundo o seu grau de acoplamento. Nos sistemas fortemente acoplados, também chamados de multiprocessadores, os processadores compartilham os módulos de memória por meio de dispositivos de comunicação. Por sua vez, nos fracamente acoplados (também denominados multicomputadores), os processadores gerenciam as suas próprias memórias.
Para esta questão, analise as configurações a seguir e as classifique com “P” (multiprocessadores) ou com “C” (multicomputadores).
 
(_) Os vários processadores acessam um único módulo de memória por meio de um canal de comunicação.
(_) O sistema é formado por clusters. Cada cluster apresenta um gateway, que é ligado a uma via de comunicação.
(_) O nó computacional é formado por vários processadores por e vários módulos de memória. Os módulos de memória são ligados aos módulos processadores por um canal multiplexado.
(_) Cada processador acessa um módulo de memória por meio de um canal dedicado. Todos os processadores estão interligados por uma via de comunicação.
 
Agora, assinale a alternativa correta que contém a sequência correta.
Resposta Selecionada:
 
P; C; P; C.
Resposta Correta:
  P; C; P; C.
Comentário da resposta:
Resposta correta: você analisou os cenários corretamente e identificou os ambientes nos quais a memória é compartilhada (formada ou por um único ou por vários módulos de memória). Esses ambientes são considerados multiprocessadores. Por outro lado, quando há memórias ligadas, diretamente, aos processadores ou por meio de canais dedicados ou por meio de configurações de clusters, temos, então, um multicomputador.
	
	
	
	
· Pergunta 10
· 0 em 1 pontos
	
	
	
	A família TMS320C67X engloba processadores do tipo DSP (Digital Signal Processors – em português, processadores de sinais digitais). Os DSPs são processadores otimizados para executar códigos voltados ao processamento de sinais digitais. Mais especificamente em relação ao TMS320C67X, podemos mencionar que são constituídos por dois datapaths, que integram os seguintes submódulos: “.L”, “.S”, “.M” e “.D” – tendo otimizações para funções específicas.
Para esta questão, associe as funcionalidades aos módulos citados (marcando-os com “L”, com “S”, com “M” ou com “D”):
 
(_) otimizado para operações do tipo multiplicação;
(_) responsável pelas transferências de dados entre a memória e o banco de registradores;
(_) otimizado para executar desvios condicionais;
(_) otimizado para operações aritméticas, de comparação, lógicas e de deslocamento.
Agora, selecione a alternativa que contém a sequência correta.
Resposta Selecionada:
 
M; D; L; S.
Resposta Correta:
  M; D; S; L.
Comentário da resposta:
Resposta incorreta: sugerimos a releitura do e-book. Para responder a esta questão, analise o diagrama em blocos funcionais da família TMS320C67X.
	
	
	
	
Segunda-feira, 5 de Abril de 2021 17h10min37s BRT