Arquitetura de Computador

PONTIFICIA UNIVERSIDADE CATÓLICA

Sistemas de Informação

Arquitetura de Computadores

Vitória Saraiva de Lima – 611451

Lista capítulo 01 ao 06 (Exercícios capítulo 04 ao 06)

4.1 Quais as diferenças entre acesso sequencial, acesso direto e acesso aleatório?

        No acesso sequencial, a memória fica organizada em unidades de dados chamadas registros, sendo acessados de forma linear com um tempo de acesso variável. O acesso direto, assim como o sequencial, envolve um mecanismo compartilhado de leitura-escrita compartilhado, sendo os seus blocos ou registros com endereços exclusivos, baseado no local físico. Já o aleatório tem cada local endereçável na memória tem um mecanismo de endereçamento exclusivo, fisicamente interligado. O tempo de acesso independe da sequência de acessos anteriores e é constante. Algumas memórias principais e sistemas de cache são de acesso aleatório.

4.2 Qual é o relacionamento geral entre tempo de acesso, custo de memória e capacidade?

        Esses três fatores caracterizam a hierarquia na memória, são as três coisas que olhamos para saber qual a melhor. Tempo de acesso indica quanto tempo a memória gasta para colocar uma informação no barramento de dados após uma determinada posição ter sido endereçada. O custo de fabricação de uma memória é bastante variado em função de diversos fatores, entre os quais se pode mencionar principalmente a tecnologia de fabricação, que redunda em maior ou menor tempo de acesso. E a capacidade que é quanta quantidade que pode ser armazenada em uma memória.

4.3 Como o principio de localidade se relaciona com o uso de múltiplos níveis de memoria?

        No sistema computacional o Sistema de Memória se baseia no Princípio da Localidade, que se divide em Temporal e Espacial. O Princípio da Localidade Temporal diz que um dado acessado recentemente tem mais chances de ser usado novamente, do que um dado usado há mais tempo.Já o Princípio da Localidade Espacial diz que há uma probabilidade de acesso maior para dados e instruções em endereços próximos àqueles acessados recentemente.

4.4 Quais são as diferenças entre mapeamento direto, mapeamento associativo e mapeamento associativo em conjunto?

        No mapeamento associativo, o mecanismo de alocação de blocos da Memória Principal na Cache não segue posição fixa. Cada bloco vai ocupar a primeira posição vazia encontrada. O problema do Mapeamento Associativo é encontrar blocos em memórias Cache grandes. A solução para isso é utilizar uma abordagem mista, que utiliza os princípios dos mapeamentos direto e associativo. Ela divide a memória em conjuntos. Cada bloco então é mapeado para um conjunto (semelhante ao que é feito para o Mapeamento Direto, mas para o nível de conjunto). O mapeamento direto é muito fácil de organizar e a CPU encontra sempre seu dado muito facilmente. Isso acelera bastante o trabalho de busca da CPU. Mas se a memória Cache for muito menor que a Memória Principal, haverá muitos blocos com mesmo código e pode haver muito conflito de posição, reduzindo o desempenho.

4.5   4.6   4.7 Anuladas.

4.8 Qual a diferença entre localidade espacial e localidade temporal?

        A temporal diz respeito ao intervalo de tempo em que o processador faz acesso à palavra da memória, se um bloco foi acessado recentemente, há grandes chances probabilidades de que ele seja novamente acessado em breve, durante a execução de um programa (loop). E a espacial diz respeito à probabilidade de que o processador, ao acessar uma palavra, em seguida tentará acessar uma palavra na memória subjacente à anteriormente acessada. Se uma palavra foi acessada recentemente, há grandes probabilidades de que, o próximo acesso à memória principal se dê em busca de palavras (blocos) subjacentes.

4.9 Em geral, quais são as estratégias para explorar a localidade espacial e temporal?

        Sempre  que  a  UCP  vai  buscar  uma  nova  instrução,  ela  acess a  a  memória  CACHE. Se  a  instrução  ou  dado  es tiver  na  CACHE  ( ACERTO  ou  HIT),  ela  é  transferida  em  alta velocidade para a UCP.

5.1 Quais são as principais propriedades na memoria semicondutora?

        Apresentam dois estados estáveis (ou semiestáveis) que podem ser usados para representar os bits 0 e 1, são capazes de ser escritas para definir o estado, pelo menos uma vez e são capazes de ser lidas para verificar o estado.

5.2 Quais são os dois sentidos em que a memoria de acesso aleatório é usado?

        O termo memória de acesso aleatório é utilizado para definir a memória de acesso aleatório a "random access memory" assim como o acesso utilizado pela memória o "acesso aleatório".

5.3 Qual é a diferença entre DRAM e SRAM em termos de aplicação?

        A SRAM é usada para memória cache e a DRAM é usada para memória principal.

5.4 Qual é a diferença entre DRAM e SRAM em termos das características de velocidade, tamanho e custo?

        A DRAM é utilizada como a memória principal, pois possui um baixo custo financeiro pelo fato de ter uma construção mais simples, ou seja, a maior parte da memória encontrada nos computadores será de memória DRAM.

A memória SRAM é utilizada como memória cache, possui uma alta velocidade de acesso superando a DRAM assim como o seu tamanho (maior que a DRAM), porém tal tecnologia é muito mais cara e exige um grau de complexidade maior em sua construção comparado com a memória DRAM.

5.5 Explique por que um tipo de RAM é considerado analógico e outro digital?        

        A memória DRAM é considerada analógica pelo fato de armazenar suas informações ou cargas em pequenos capacitores, onde armazenam uma certa carga de energia que corresponde aos Bits armazenados, porém esses capacitores se descarregam com o tempo gradativamente. A memória SRAM armazena suas informações através de flip-flops, não perdendo sua informação com o tempo, sendo sempre dois valores distintos nunca um intermediário.

5.6 Quais são algumas aplicações para a ROM?

        Bibliotecas de funções de uso frequente, programas do sistema, tabelas de função.