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Exercícios de Sistemas à Microprocessadores 
1) O decodificador apresentado na figura 1 é um o decodificador dos sinais de controle da ULA. 
Figura 1
a) Elabore a tabela verdade que relaciona os sinais de controle ULA0, ULA1, e ULA2 as respectivas operações da ULA. 
R:
b) Determine o resultado obtido pelo sistema se os operandos são 𝐴=01010101𝑏=55𝐻 e 𝐵=1010000𝑏=𝐴0𝐻, e código de operação é 111. 
R: 01010101b ou 55H, entrada “A” passa direto para saída.
2) O sinal B é implementado em registrador (FF D), com sinal de temporização e ativação do registrador representado pelo CLK. Desenhe a forma de onda que será obtida na saída do registrador, conforme a figura 2. 
R:
3) Qual a faixa de valores que um sistema pode assumir considerando a utilização de 16bits? 
216 = 65536 (0 a 65535) 
4) Relacione o tamanho da palavra de dados em binário a aplicação típica. 
a - Bit ( d ) Classe de palavras de dados maiores com variações do nome. 
b – Nibble ( c ) Unidade de referência. 
c – Byte ( a ) Menor parte da informação. 
d - Word ( b ) Conjunto de bits útil para conversão binário-hexadecimal. 
5) Represente os números negativos em binários utilizando as quatro representações: Sinal magnitude, Complemento de um, Complemento de dois, Excesso de 2n-1. 
a) -22 
Sinal e magnitude: Complemento de um:
+22 = 00010110 +22 = 00010110
-22 = 10010110 -22 = 11101001
Complemento de dois: Excesso de 2n-1:
+22 = 00010110 +22 +128 = 150 = 10010110
-22 = 00010110 -22 +128 = 106 = 01101010
 11101001
 +______1
 11101010
b) -10 
Sinal e magnitude: Complemento de um:
+10 = 00001010 +10 = 00001010
-10 = 10001010 -10 = 11110101
Complemento de dois: Excesso de 2n-1:
+10 = 00001010 +10 +128 = 138 = 10001010
-10 = 00001010 -10 +128 = 118 = 01110110 
 11110101
 +______1
 11110110 
 
c) -5 
Sinal e magnitude Complemento de um:
+5 = 00000101 +5 = 00000101
-5 = 10000101 -5 = 11111010
Complemento de dois: Excesso de 2n-1:
+5 = 00000101 +5 +128 = 133 = 10000101
-5 = 00000101 -5 +128 = 123 = 01111011
 11111010
 +______1
 11111011
d) -112 
Sinal e magnitude: Complemento de um:
+112 = 01110000 +112 = 01110000
-112 = 11110000 -112 = 10001111
Complemento de dois: Excesso de 2n-1:
+112 = 01110000 +112 +128 = 240 = 11110000
- 112 = 01110000 -112 +128 = 16 = 00010000
 10001111
 +______1
 10010000
6) Realize a operação entre os números binários, escolhendo a melhor representação do número binário negativo, argumentando a escolha da representação. 
55 - 22 = 33 
Subtração complemento de dois:
 00110111
+11101010
 00100001
- Facilidade de representar o sinal;
- Mudança de sinal e realizada facilmente;
- Adição pode ser realizada sem se preocupar com qual dos dois operando é maior;
- Único hardware é usado tanto para soma de operandos com sinal, quanto operandos sem sinal.
7) Converta a representação dos números fracionados, em ponto fixo, da base 2 para a base 10. 
a) 0111.0101 
1x22 + 1x21 + 1x20 + 1x2-2 + 1x2-4
= 4 + 2 + 1 + 0,25 + 0,0625 = 7,3125
b) 100110.11
1x25 + 1x22 + 1x21 + 1x2-1 + 1x2-2
= 32 + 4 + 2 + 0,5 + 0,25 = 38,75
 c) 1110000.1 
1x26 + 1x25 + 1x23 + 1x2-1
64 + 32 + 8 + 0,5 = 104,5
d) 1.0010000 
1x20 + 1x2-3
1 + 0,125 = 1,125
8) A utilização do ponto flutuante permite solucionar dois problemas que a utilização de ponto fixo não resolve. Quais são os problemas que o ponto flutuante resolve e como isso é feito? 
R: Problema de overflow e perda de precisão.
Um número qualquer N na base 3 é definido por 3 componentes: o sinal, a mantissa M e o expoente E.
 N=+M X 2+E
9) Esboce um dispositivo digital com o circuito para entrada em um barramento de dados e a saída, utilizando uma porta AND e uma porta TRISTATE. 
10) Qual o valor de saída obtida da memória da figura 3 quando acessado o endereço 0𝐵𝐻? 
R: 10101111
Figura 3 – Circuito de memória ROM
11) Qual dispositivo está escrevendo no barramento de dados da figura 4 e qual está lendo, quando os sinais de controle são 𝑒1𝑒0=01𝑏 e 𝑠1𝑠0=00𝑏. 
R: Escrevendo: Dispositivo de entrada e saída 
 Lendo : Processador
Figura 4
12) Descreva o que é uma memória de dados RAM e para que ela é utilizada em sistemas com microcontroladores. 
R: RAM – memória de acesso aleatório. É um espaço de armazenamento de dados temporário super rápido para acesso imediato.
Características:
· Entrada e saída de dados.
· Volátil.
· Complexo.
· Custo não permite grandes capacidades.
A memória RAM é a memória principal do microcontrolador.
13) Descreva para que a memória EEPROM interna é utilizada. 
R: para gravação do programa/código, é uma memória não volátil.
14) Explique o que é PWM e qual o seu princípio de utilização. 
R: PWM é uma técnica utilizada para controle de dispositivos variando a intensidade, por exemplo, intensidade de giro de um motor, brilho de uma lâmpada, etc. Utiliza-se a técnica de modulação por largura de pulso, onde a largura de pulso é modificada gerando uma tensão rms variável.
15) Dados são a menor parte da informação e os sistemas microprocessadores realizam a transformação dos mesmos conforme a aplicação. Como os dados podem ter diferentes tamanhos e por isso ocupam diferentes quantidades da memória, os mesmos devem ser declarados. Ao realizar a declaração de dados em um sistema a microprocessadores, conforme a linha de código em linguagem C, assinale quais são as características que estão sendo consideradas. 
int x = 5; 
a) Tipo inteiro ponto fixo, Valor variável e Nome x; 
b) Tipo ponto flutuante, Valor variável, e Nome 5; 
c) Tipo ponto flutuante, Valor 5, e Nome x; 
d) Tipo inteiro ponto fixo, Valor 5 e Nome x; --------marcada.
16) Uma memória permite o apagamento de todos os dados gravados pela incidência de luz ultravioleta por um certo tempo para depois uma nova gravação poder ser feita. A que tipo de memória se refere esta descrição? 
R: EPROM
17) Descreva o que é a interrupção de um microcontrolador e o que ela permite. 
R: Interrupção é um evento que obriga o microprocessador a suspender suas atividades temporariamente, para atender exclusivamente uma rotina indicada pelo evento que o interrompeu.
Interrupção pode ser considerada um desvio de um ponto do software para outros preestabelecido.
Interrupções permitem aos processadores responder a eventos gerados por dispositivos enquanto outro trabalho está sendo realizado.
18) Quais as famílias de pinos dos microcontroladores e quais os níveis de tensão? 
R: TTL – tensão de alimentação se restringe a 5v contínuos, tendo porém uma faixa de tensão correspondente aos níveis lógicos 0 e 1 .
CMOS – Alta imunidade a ruídos é uma faixa de alimentação se estende de 3v a 15v
19) Qual a função que oferece a possibilidade de restabelecer o controle da aplicação pelo microcontrolador através da reinicialização do sistema (um simples RESET) evitando o travamento do programa? Este recursoé uma segurança contra qualquer possível falha que venha travar o programa e paralisar a aplicação. 
R: WDT ( Watchdog Timer )
20) Desenhe o fluxograma que represente os algoritmos: 
a. Leia uma temperatura dada na escala Celsius (C) e escreva o equivalente em Fahrenheit (F). (Fórmula de conversão: F = 9/5 * C + 32) 
b. Leia uma quantidade de chuva dada em polegadas e imprima o equivalente em milímetros (25,4 mm = 1 polegada). 
c. Desenvolva um programa em fluxograma que calcule o quadrado de um número, ou seja, o produto de um número por si mesmo. 
 
21) O custo ao consumidor de um carro novo é a soma do custo de fábrica com a porcentagem do distribuidor e dos impostos, ambos aplicados ao custo de fábrica. Supondo que a porcentagem do distribuidor seja de 12% e a dos impostos de 45%, prepare um algoritmo para ler o custo de fábrica do carro e imprimir o custo ao consumidor. 
Var
// Seção de Declarações das variáveis 
custo_fabrica, custo_consumidor: real
Inicio
// Seção de Comandos, procedimento, funções, operadores, etc... 
escreva("Informe o custo da fábrica: ")
leia(custo_fabrica)
custo_consumidor := custo_fabrica + custo_fabrica * 0.12 + custo_fabrica * 0.45
escreva("O custo ao consumidor é de R$ ")
escreva(custo_consumidor)
Fimalgoritmo
22) O cardápio de uma lanchonete é dado abaixo. Prepare um algoritmo que leia a quantidade de cada item que você consumiu e calcule a conta final. 
Hambúrguer................. R$ 3,00 
Cheeseburger.............. R$ 2,50 
Fritas............................ R$ 2,50 
Refrigerante................. R$ 1,00 
Milkshake..................... R$ 3,00 
23) Uma companhia de carros paga a seus empregados um salário de R$ 500,00 por mês mais uma comissão de R$ 50,00 para cada carro vendido e mais 5% do valor da venda. Elabore um algoritmo para calcular e imprimir o salário do vendedor num dado mês recebendo como dados de entrada o nome do vendedor, o número de carros vendidos e o valor total das vendas. 8. Calcule a média de um aluno na disciplina de MDS. Para isso solicite o nome do aluno, a nota da prova e a nota qualitativa. Sabe-se que a nota da prova tem peso 2 e a nota qualitativa peso 1. Mostre a média como resultado. 
Var
// Seção de Declarações das variáveis 
nome_vendedor: caractere
valor_total_vendas: real
n_vendas: inteiro
salario: real
Inicio
// Seção de Comandos, procedimento, funções, operadores, etc... 
escreva("Informe o nome do vendedor: ")
leia(nome_vendedor)
escreva("Informe o numero de vendas: ")
leia(n_vendas)
escreva("informe o valor total das vendas: ")
leia(valor_total_vendas)
salario := n_vendas * 50 + 500 + valor_total_vendas * 0.05
escreva("O salario de ")
escreva(nome_vendedor)
escreva(" foi de R$ ")
escreva(salario)
Fimalgoritmo
24) Os barramentos são responsáveis pela interconexão entre os componentes do microcomputador. Quais os três principais barramentos envolvidos no ciclo de instrução da CPU? 
R: Barramento de Controle, Barramento de Endereço e Barramento de dados
25) Existem duas arquiteturas dominantes no projeto de processadores: CISC (Complex Instruction Set Computer) e RISC (Reduced Instruction Set Computer). Escreva, ao lado de cada característica da tecnologia descrita abaixo, a letra C para CISC ou R para RISC: 
	(C) Possuem uma lógica de decodificação de instrução complexa, originada pela necessidade de suportar modos de endereçamento múltiplos; 
(R) Conjunto reduzido de instruções; 
(C) Possuem um número pequeno de registradores de propósito geral, devido ao fato de as instruções poderem operar diretamente na memória, além de uma quantidade limitada de espaço em chip não dedicada; 
(R) Execução em um ciclo de clock. Esta característica é resultado da otimização de cada instrução, aliada a uma técnica chamada de Pipelining - Pipelining é uma técnica que permite execução simultânea de partes, ou estágios, de instruções, tornando o processo mais eficiente; 
(R) Grande número de registradores para evitar uma quantidade elevada de interações com a memória; 
(C) Possuem muitos registradores de propósito específico tais como, apontadores de pilha, tratadores de interrupção, etc. 
26) No projeto de um sistema embarcado, deverá ser escolhido um microcontrolador que atenda as especificações do projeto. Após a modelagem do sistema, foi escolhido um microcontrolador de 8 bits. As seguintes características foram especificadas para o sistema em desenvolvimento: 
- O sistema deverá armazenar em memória não-volátil em conjunto de 300 bytes de dados; 
- O sistema deverá armazenar 450 bytes de dados em memória volátil; 
- Serão utilizados 14 pinos digitais para entrada e saída de dados; 
- O programa-fonte terá 2000 instruções, sabendo que cada instrução do programa será executada em quatro ciclos de clock; 
- Cada instrução do programa é representada por um conjunto de 16 bits; 
- No programa principal serão executadas 1000 instruções em um loop contínuo, o qual será executado a cada 0,5ms. 
R: microcontrolador “R”.
27) Um sistema a microprocessador possui uma memória principal com 11 linhas no barramento convencional de endereços e cada endereço possui células com capacidade de armazenamento de 8 bits. Qual a capacidade da memória principal deste sistema a microprocessador? 
R: 2Kbytes
28) Na Arquitetura de Computadores caracteriza-se a estrutura de von Neumann com seus módulos componentes e suas funcionalidades. Das alternativas abaixo qual delas é verdadeira: 
a. Arquitetura de von Neumann é um modelo de computador que possui uma unidade de armazenamento única, a memória. -----MARCADA
b. Na Arquitetura de von Neumann, as instruções de um programa em execução e os dados que este programa manipula são tratados um de cada vez. 
c. Na Arquitetura de von Neumann a unidade central de processamento (CPU) é responsável somente pela execução das operações matemáticas requeridas. 
d. Na Arquitetura de von Neumann os dispositivos de entrada e saída permitem a comunicação do sistema computacional internamente. 
e. Na Arquitetura de von Neumann a unidade central de processamento (CPU) é responsável somente pelo controle da execução como o cadenciamento das instruções. 
29) Qual a capacidade total de armazenamento, em bits, de uma memória que possui 16 linhas de os endereços e 16 células de armazenamento de dados por endereço? 
R: 16 linhas x 16 células = 256 bits
30) A expansão da capacidade de memória é uma técnica importante para adaptar memórias existentes a necessidade do sistema. Que tipo de expansão está sendo realizada na figura 5? 
Figura 5
R: 16 = 4 bits para acessar 16 espaços.
Será uma memória 16x8, expandindo o tamanho da palavra.
31) Em um microcontrolador, o programa a ser executado é armazenado em um tipo de memória não-volátil, chamado memória de programa. Qual dos tipos de memória mostrados a seguir permite que o programa-objeto seja regravado várias vezes na memória de programa? 
a) Flash-ROM marcada
b) ROM 
c) SRAM 
d) PROM 
e) SDRAM 
32) Qual a quantidade necessária de bits de um Contador de Programa para endereçar uma Memória de Programa de 20K. 
a) 8 bits 
b) 12 bits 
c) 14 bits 
d) 15 bits marcada
e) 18 bits 
33) Marque verdadeiro ou falso, sobre os ciclos de instrução de um circuito microprocessador: 
(F) Os subciclos do relógio determinam a sequência das operações no processador, segundo a temporização adequada, para evitar o armazenamento e a utilização de dados indesejáveis. 
(F) A arquitetura RISC possui muitas instruções complexas e por isso em apenas um comando várias instruções são executadas. 
(V) Os ciclos do processador podem ser resumidos em busca-decodificação e execução. 
(V) A quantidade de iterações, ou seja, repetição das instruções é alta para a arquitetura CISC. 
(F) A velocidade de execução das microinstruções na arquitetura RISC é baixa. 
34) Correlacione o componente e sua respectiva característica: 
1- ULA ( 4) Armazena os resultados finais. 
2- Memória de rascunho (1 ) Realiza as operações.3- Unidade de controle (3 ) Controla e temporiza as instruções. 
4- Memória primária (2 ) Armazena resultados temporários. 
a) 4 - 1 - 3 - 2 marcada
b) 1 - 3 - 2 - 4 
c) 4 - 1 - 2 - 3 
d) 2 - 1 - 3 - 4 
35) Deseja-se associar alguns chips de memórias iguais com especificação de 16k x 8 para uma capacidade total de 512k x 8. Responda: 
a) Quantos chips de memórias serão necessários? 
R: 32
b) Usaremos quantas linhas de endereço? 
R: 19
c) Qual será o tamanho das palavras após a associação? 
R: 8 bits
36) Determine se a memória é MROM, PROM, EPROM, EEPROM ou flash no parêntesis, segundo a função que está apresentada. 
É apagada com luz ultravioleta. ( EPROM) 
É programada pelo fabricante. (MROM ) 
A reprogramação é realizada por endereço. ( FLASH) 
Utiliza conexões de fusíveis. ( PROM) 
É apagada eletricamente muito rapidamente. ( EPROM) 
37) Uma memória é especificada como 1G x 64. Determine: 
a) Quantos sinais de endereço ela possui? 
R: 30 sinais de endereços.
b) Quantos sinais de dados de entrada e quantos sinais de saída ela tem?
 R: 64 sinais de dados para entrada e saída.
c) Qual é a capacidade da memória em bits? 
R: 68719476740 bits.
d) Qual é a capacidade da memória em bytes 
R: 8.589.934.592 bytes.
38) A respeito da temporização de memória DRAM, explique o diagrama de tempo de leitura da figura 6. 
Figura 6 – Diagrama de tempo de memória DRAM
R: Existe um tempo para que seja disponibilizado o endereço de linha, entre t0 e t2 está disponibilizado o endereço de linha, a partir de t2 está disponibilizado o endereço de coluna. Quando se tem disponibilizado o endereço de linha e coluna conseguimos acessar os dados.
O multiplexador (MUX) está definindo que zero é linha e um é coluna.
Um outro comando RAS, que é seletor de endereço de linha , no t1 guarda o valor de linha que vai acessar.
CAS é o seletor de endereço de coluna, em t3 pega o endereço de coluna que vai acessar.
A partir disso acessa os dados, quando para de acessar os dados volta tudo, parando de acessar RAS e CAS, consequentemente para de acessar os dados.