Arquitetura De Sistema Operacional

Exercícios de Sistemas Operacionais capitulo 2

1: Quais são as unidades funcionais de um sistema computacional?

As unidades funcionais são processador, memoria principal e dispositivos de entrada e saída.

2: Quais os componentes de um processador e quais são suas funções?

O processador é composto por unidade de controle, unidade logica e aritmética e registradores.

Unidade de controle: gerencia todas as atividades de todos os componentes do computador.

Unidade logica e aritmética: responsável por operações logicas.

Registradores: sua função principal é armazenar dados temporariamente.

3: Como a memoria principal de um computador é organizada?

Ela é organizada em células onde cada célula possui um numero determinado de bits.

4: Descreva os ciclos de leitura e gravação da memoria principal.

No ciclo de leitura, a UCP armazena no MAR, o endereço da célula a ser lida e gera um sinal de controle para a memória principal, indicando que uma operação de leitura deve ser realizada. O conteúdo da(s) célula(s), identificada(s) pelo endereço contido no MAR, é transferido para o MBR.

No cliclo de gravação, a UCP armazena no MAR, o endereço da célula que será gravada e armazena no MBR, a informação que deverá ser gravada. A UCP gera um sinal de controle para a memória principal, indicando que uma operação de gravação deve ser realizada e a informação contida no MBR é transferida para a célula de memória endereçada pelo MAR.

5: Qual o numero máximo de células endereçadas em arquiteturas com MAR de 16,32 e 64 bits?

MAR=16 bits número max células = 216

MAR=32 bits número max células = 232

MAR=64 bits número max células = 264

6: O que são memorias voláteis e não voláteis?

Memórias voláteis são as que requerem energia para manter a informação armazenada.

Memórias não voláteis são aquelas que guardam todas as informações mesmo quando não estiverem a receber alimentação. Como exemplo memorias ROM e FLASH.

7: Conceitue memoria cache e apresente as principais vantagens no seu uso.

A memoria cache é =volátil e tem alta velocidade, o tempo de acesso ao dado é muito menor se compararmos a memoria ram.

O propósito do uso da memória cache é minimizar a disparidade existente entre a velocidade com que o processador executa instruções e a velocidade com que dados são acessados na memória principal.

8: Qual a importância do principio da localidade na eficiência da memoria cache?

A memória principal é um dispositivo de armazenamento, em geral volátil, onde são armazenadas instruções e dados utilizados pelo processador durante a execução de programas. A memória secundária é um dispositivo não volátil com maior capacidade de armazenamento, porém com menor velocidade de acesso aos seus dados armazenados.

9: Quais os benefícios de uma arquitetura de memoria cache múltiplos níveis?

Os dispositivos de entrada e saída podem ser divididos em duas categorias: os que são utilizados como memória secundária e os que servem para a interface usuário-máquina. Os dispositivos utilizados como memória secundária (discos e fitas magnéticas) caracterizam-se por ter capacidade de armazenamento bastante superior ao da memória principal. Seu custo é relativamente baixo, porém o tempo de acesso à memória secundária é bem superior ao da memória principal. Outros dispositivos têm como finalidade a comunicação usuário-máquina, como teclados, monitores de vídeo, impressoras e plotters.

10: Quais as diferenças entre a memoria principal e a memoria secundaria.

Os barramentos processador-memória são de curta extensão e alta velocidade para que seja otimizada a transferência de informação entre processadores e memórias. Os barramentos de E/S possuem maior extensão, são mais lentos e permitem a conexão de diferentes dispositivos. O barramento de backplane tem a função de integrar os dois.

11: Diferencie as funções básicas dos dispositivos de E/S.

Os dispositivos de entrada e saída pode ser divididos em duas categorias: os que são utilizados como memoria secudaria e os que servem para a interface usuário-máquina.

12: Caracterize os barramentos processador –memória, E/S e backplane.

Os barramentos processador-memória são de curta extensão e alta velocidade para que seja otimizada a transferência de informação entre processadores e memórias. Os barramentos de E/S possuem maior extensão, são mais lentos e permitem a conexão de diferentes dispositivos. Os barramentos de backplane é utilizado em sistemas de alto despenho.

13: Como a técnica de pipelining melhora o desempenho dos sistemas computacionais?

Pipelining é uma técnica que permite ao processador executar múltiplas instruções paralelamente em estágios diferentes. O conceito de processamento pipeline se assemelha muito a uma linha de montagem, onde uma tarefa é dividida em uma sequência de subtarefas, executadas dentro da linha de produção.

14: Compare as arquiteturas de processadores RISC e CISC.

Um processador com arquitetura RISC se caracteriza por possuir poucas instruções de máquina , em geral bastante simples, que são executadas diretamente pelo hardware. Na sua maioria, estas instruções não acessam a memória principal, trabalhando principalmente com registradores que, neste tipo de processador, se apresentam em grande número. Estas características, além de permitirem que as instruções sejam executadas rapidamente, facilitam a implementação do pipelining. Como exemplos