AD1_Organizacão_de_Computadores_2007-1

GABARITO AD1 - Organização de Computadores 2007.1

1. Descreva passo a passo as operações de leitura da memória e de escrita na memória, indicando como os

registradores RDM e REM são utilizados e como a unidade de controle gera os sinais necessários.

Resposta:

Na leitura:

1º. Passo: REM <- de outro registrador da UCP

REM é atualizado com um endereço contido em um registrador qualquer da UCP.

O endereço armazenado no REM é colocado no barramento de endereços.

2º.Passo: A unidade de controle gera um sinal de leitura no barramento de controle.

É feita a decodificação do endereço e localização da célula

3º.Passo: RDM <- MP(REM)

O RDM é carregado com o valor da memória principal relativo o endereço contido

no REM, através do barramento de dados.

4º.Passo: Um outro registrados da UCP é atualizado com o conteúdo do RDM.

Na escrita:

1º.Passo: (REM) <- (outro registrador)

Iinicialmente o REM é atualizado com um endereço contido em um registrador qualquer

da UCP. E o endereço armazenado no REM é colocado no barramento de endereços.

2º.Passo: (RDM) <- outro registrador

Da mesma forma o RDM é atualizado com um valor contido em um registrador qualquer da

UCP.

3º.Passo: A unidade de controle gera um sinal de escrita no barramento de controle.

4º.Passo: (MP(REM)) <- (RDM)

A memória é atualizada com o valor do RDM no endereço dado pelo REM.

2. Um computador possui uma capacidade máxima de memória principal com 64K células, cada uma capaz

de armazenar uma palavra de 8 bits.

a) Qual é o maior endereço em decimal desta memória ?

Resposta:

Os endereços variam de 0 até 216 - 1, ou seja, de 0 até 65535

O maior endereço é portanto 65535

b) Qual é o tamanho do barramento de endereços deste sistema ?

Resposta:

Como a máquina endereça 64K células= 216 células, são necessários 16 bits para endereçá-las. Logo o

barramento de endereços tem que ter tamanho igual a 16 bits

c) Quantos bits podem ser armazenados no RDM e no REM ?

Resposta:

RDM tem 8 bits, tamanho da palavra da memória principal;

REM tem a mesma quantidade de bits do barramento de endereços, 16 bits.

d) Qual é o número máximo de bits que pode existir na memória ?

Resposta:

A capacidade da memória é igual ao número de células multiplicado pelo tamanho da célula, ou seja,

64K ´ 8 = 512K bits

3. Considere uma máquina que possa endereçar 512 Mbytes de memória física, utilizando endereço

referenciando byte, e que tenha a sua memória organizada em blocos de 16 bytes. Ela possui uma

memória cache que pode armazenar 8K blocos, sendo um bloco por linha. Mostre o formato da memória

cache, indicando os campos necessários (válido, tag, bloco) e o número de bits para cada campo, e o

formato de um endereço da memória principal, indicando os bits que referenciam os campos da cache,

para os seguintes mapeamentos:

a) Mapeamento direto.

b) Mapeamento totalmente associativo.

c) Mapeamento associativo por conjunto, onde cada conjunto possui quatro linhas, cada uma de um

bloco.

Resposta:

Mapeamento direto.

Memória Principal

=> Tamanho da memória (em bytes) = 512Mbytes, como 1 célula referencia a 1 byte, temos N = 512M

células

=> Será organizada em blocos de 16 bytes, como 1 célula = 1 byte, temos cada bloco = 16 células, K

= 16

=> Sendo N o tamanho da memória e K a quantidade de células por blocos temos:

N = 512M células e K = 16 células / blocos o total de blocos da MP ( B ) será:

Total de blocos: B = N / K => B = 512M células / 16 células/bloco => B = 32 M blocos

Memória Cache

quantidade de células/bloco tem de ser igual a MP.

=> Tamanho da memória cache (em blocos ou linhas) => Q = 8K blocos

=> Tamanho da memória cache em células => Q x K = 8K blocos x 16 células/blocos =

128K células

Para endereçarmos toda a MP precisamos da seguinte quantidade de bits ( E )

sendo N = 2E => N = 512M células => N = 229 => E = 29 bits

8K blocos, como

tamanho do bloco = linha

8K linhas (ou quadros): Q

512M células: N

32M blocos: B

Cada célula corresponde a 1 byte (8bits)

Cada bloco (MP) e linha (cache) corresponde a 16 células (K)

…