Lista de Exercicios Arquitetura de computadores

1ª LISTA DE EXERCÍCIOS

Disciplina: Arquitetura e Organização de Computadores I

Data: 10/09/2008

        Pergunta de “um milhão de dólares”

        Assumindo que a “Lei de Moore” é válida e que um projetista de processador descobriu uma nova técnica que permite melhorar em 50% o desempenho do melhor processador existente hoje. Entretanto, a fabricação deste novo modelo de processador levará 18 meses. O processador modificado deve ser produzido? Por que?

        Não, porque segundo a “Lei de Moore” após 18 meses haverá um processador com o dobro de desempenho do processador existente hoje, assim o processador melhorado vai ser considerado inferior, em termo de desempenho, do que o processador criado com base na “Lei de Moore”.  

        1.52) Neste exercício, você avaliará a diferença de desempenho entre duas arquiteturas de CPU, a CISC (Complexo Instruction Set Computing) e a RISC (Reduced Instruction Set Computing). Genericamente falando, as CPUs CISC possuem instruções mais complexas do que as CPUs RISC e, portanto, precisam de menos instruções para realizar as mesmas tarefas. Entretanto, em geral uma instrução CISC, por ser mais complexa, leva mais tempo para ser completada do que uma instrução RISC. Considere que uma determinada tarefa precise de P instruções CISC e 2P instruções RISC, e que uma instrução CISC leva 8Tns (nanosegundos) para ser completada enquanto uma instrução RISC leva 2Tns. Com essas considerações, qual arquitetura apresenta melhor desempenho?

        Em relação ao tempo que cada uma das arquiteturas leva para executar um mesmo programa, a arquitetura RISC apresenta um melhor desempenho do que a arquitetura CISC.

CISC                           RISC

P --- 8Tns                      P --- 2Tns

        1.54) Algumas vezes, a otimização pode melhorar significativamente o desempenho de um sistema computacional. Considere que uma CPU pode realizar uma operação de multiplicação em 10ns e uma operação de subtração em 1ns. Quanto tempo a CPU levará para calcular o resultado da equação d=ab-ac? Você poderia otimizar a equação de modo que ela levasse menos tempo?

        d=ab-ac           10+1+10=21

        Sim, a(b-c).

        1.55) Este livro aborda as abstrações para sistemas computacionais em muitos níveis de detalhe diferentes. Escolha outro sistema com o qual você esteja familiarizado e escreva um ou dois parágrafos descrevendo alguns dos muitos níveis diferentes de abstração inerentes a esse sistema. Algumas possibilidades são automóveis, casas, aviões, geometria, a economia, uma cidade e o governo. Não se esqueça de identificar as abstrações de alto e baixo nível.

        Uma casa é uma abstração de alto nível que depende de tijolos para ser construída e estes tijolos dependem de um certo tipo de material para serem construídos, este material pode ser considerado um nível baixo de abstração.