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Revisão: Arquitetura e Organização de Computadores B1/2021 Revisão B1 1. Máquina Multinível 2. Arquitetura RISC x CISC 3. Arquitetura Básica 4. Execução de instruções a. Barramentos (endereço, dados e controle) b. Ciclo de execução de instruções (Busca, decodifica e executa) c. Formato de uma instrução (opcode e operandos) d. Registradores (AC, SP, PC e RI) e. Sistemas de numeração (bin e hexa) 5. Pipeline a. O que é, vantagem de utilizar b. exemplos 6. Subsistema de memória (custo, tempo de acesso e capacidade de armazenamento) 7. Operação de microcomputador 8. Barramentos a. Unidade mestre e escrava b. Temporização de barramento (síncrona e assíncrona) c. Arbitragem de barramentos (centralizada e descentralizada) LISTA DE EXERCÍCIOS PARA REVISÃO 1. Explique o que é o ciclo de uma instrução. 2. Qual a função dos seguintes registradores específicos de um processador: a) SP b) CI (ou PC) c) RI 3. Explique como o processador realiza as operações de busca de instrução, decodificação da instrução e busca de operandos utilizando os registradores específicos do exercício anterior. 4. O que vem a ser OPCODE de uma instrução? 5. O que vem a ser operando de uma instrução? 6. O que é o “set de instruções” (nível 2 – nível ISA) de um processador? 7. Considere um computador que possua uma UCP com o PC de 16 bits e RI de 38 bits. Suas instruções possuem dois operandos do mesmo tamanho (16 bits cada), além do código de operação. a) Qual o tamanho da instrução? b) Qual o tamanho do campo do código de operação? c) Esta máquina pode conter no máximo quantas instruções? 8. Mostre, através de esboço gráfico, que quanto mais estágios contiver um Pipeline idealizado, maior será o número de instruções executadas no final de um período. Considere para tal uma sequência de 4 slots de tempo, um caso inicial sem a adoção de Pipeline e Pipelines de 3 estágios. 9. Coloque as ações abaixo na sequência correta, numerando de 1 à 8 a sequência correta para execução de instruções: A UCP executa cada instrução em uma série de passos: Busca, decodifica e executa, ou seja: ( 6 ) executa a instrução ( 3 ) determina o tipo de instrução ( 5 ) busca os dados, se houver algum, para os registradores internos da UCP ( 8 ) volta em 1, para executar a próxima instrução ( 1 ) busca a próxima instrução da memória para o registrador de instrução ( 4 ) se a instrução usa dados da memória, determina onde eles estão ( 7 ) armazena os resultados em locais apropriados ( 2 ) atualiza o contador de programa (PC) para que ele aponte para a instrução seguinte 10. Relacione os termos abaixo as suas definições: (1) Tradução (2) Função da UCP (3) Acumulador (AC) (4) Opcode (5) Interpretação (6) Unidade de controle (UC) (7) Barramento de Dados (8) Máquina multinível (9) Processamento Pipeline (10) Bit (11) Barramento Síncrono (12) Arquitetura básica (13) ULA (unidade lógica e aritmética) (14) RI (registrador de instruções) (15) Barramento de endereço (16) Memória (17) Barramento Assíncrono (18) Ciclo de execução de instruções (19) Barramento de controle (20) Sinal ACK (21) PC (Program Counter) (22) Barramento (23) Unidade escrava (24) Unidade mestre (25) Tempo de acesso a memória (26) Word (palavra de memória) (27) Instrução (28) Interrupção (29) Microprograma (30) CISC (31) RISC (32) Arquitetura de computadores (1 ) O programa inteiro em alguma linguagem é primeiramente convertido para um programa em linguagem de máquina e este é executado. (23) Dispositivo que fica aguardando por uma solicitação de um outro dispositivo. Unidade passiva. (5) Depois de cada instrução em uma linguagem qualquer ser examinada e decodificada, ela é executada imediatamente. Nenhum programa traduzido é gerado (8) podemos visualizar um computador como uma série de camadas ou níveis, onde cada nível tem sua própria arquitetura e linguagem. (12) Consiste de um sistema interconectado de processadores, memória e dispositivos de E/S. (26) quantidade de informação que é transferida de uma única vez, entre memória e processador. (19) Caminho por onde trafegam sinais como habilitação de leitura de memória, ou sinal ACK (2) Executar programas armazenados na memória principal, executando o ciclo buscar instrução, decodificar e executar instrução, uma após a outra. (28) Forma de tratar a E/S (32) Compreende hardware, software, algoritmos e linguagem (17) Tipo de temporização de barramento onde os próprios desportivos controlam o sincronismo (15) é usado para identificar uma unidade ou parte de uma unidade a ser usada na transferência de dados, assim, seleciona uma posição de memória, porta de entrada ou porta de saída. (10) é a unidade básica de memória (dígito binário) (31) computador que possui um conjunto de instruções reduzidas, que não possui o nível de microarquitetura (27) formada por operação (opcode) e operando(s) (20) sinal controlado pelo dispositivo escravo, que permite garantir o sincronismo. (9) é uma maneira de execução que consiste em dividir a execução de cada instrução em partes, que são executadas paralelamente. (29) Responsável por interpretar e executar as instruções da máquina (24) Unidade que começa a utilizar o barramento, unidade ativa. (18) Busca, decodifica, busca operando e executa (30) Computador com um conjunto de instruções complexas (4) é um código em binário que especifica a operação a ser executada (6) é responsável por buscar as instruções da memória principal e determinar seu tipo. (13) executa as operações tais como somar, comparar, incrementar, negar, etc. (16) é a parte do computador onde são armazenados programas e dados. (3) é um registrador que armazena um operando (resultado) de entrada, ou de saída na execução de várias instruções. (14) é um registrador que contém a instrução que está sendo executada. (21) ele aponta para a próxima instrução a ser executada, no modo de execução sequencial (11) Esta temporização utiliza o pulso do clock, onde todas as atividades do barramento tomam um número inteiro dos ciclos denominados ciclos de barramento. (7) é um caminho bidirecional para introduzir ou retirar dados da unidade microprocessadora. (22) conjunto de fios para transmitir sinais em paralelo, ou seja, um caminho comum elétrico entre múltiplos dispositivos. (25) é o tempo entre o início da solicitação de leitura/escrita de memória e a disponibilidade dos dados (leitura) ou armazenado (escrita)