Arquitetura e Organização de Computadores

Lista de Exercícios II

Arquitetura e Organização de Computadores

Samuel Dias

1. Uma das características das arquiteturas RISC é que a maioria das instruções possuem tamanhos iguais. Quais as consequências e vantagens desta característica? Pg 519

R: Seu processamento de instruções é rápido, sua decodificação não demora muito pois é thread, tem um tempo para decodificar e executar do que o tempo gasto para buscar e escrever, tem um consumo menor de energia, como consequência ela necessita de uma memória cache maior, e somente é capaz de executar algumas instruções simples.

1. Defina pipeline e sua importância no desempenho dos processadores.  Pg 441

R: É uma das técnicas existentes que possibilita a busca de uma ou mais instruções além da outra que já vai ser executada, ele acelera também o processamento em até 1,5 vezes aumentando assim a eficiência do processador, permite criar uma espécie de tubo para o processamento paralelo, mas não são todos os programas que rodam este recurso

1. Explique a diferença de processamento entre os três modelos de máquina. Como funciona o processamento de informações dependentes.  Pg 529

R: O RISC (escalar) usa duas instruções por etapa de ciclo, já o CISC(máquina base) utiliza uma única etapa de instrução por etapa de ciclo e o PIPELINE tem uma e meia instrução por etapa de ciclo.

1. Defina Princípio Estatístico Comprovado.

R: O cache ou memoria cache ela opera em função de um princípio estatístico comprovado que os programas tendem a fazer referência várias vezes pequenos trechos dos programas podendo ser eles funções, sub-rotinas, loops e só tem sentido pois os programas executados linearmente, sequencialmente são raros.

1. O que é predição de desvio? Qual a diferença entre as técnicas de predição estáticas e as dinâmicas?  Pg 450

R: As predições de desvios são técnicas utilizar com o objetivo de saber se certo desvio vai ser tomado ou não. Na predição estática tem diferença pois a unidade de controle assume que o desvio sempre acontecer. A predição dinâmica a unidade de controle usa informações que são coletadas no tempo de execução para decidir sobre o desvio.

1. Como é classificação de arquiteturas paralelas proposta por Flynn? Explique cada arquitetura.  Pg 651

R: SIMD ou Single Instruction Multiple Data tem o fluxo único de instruções em múltiplos conjuntos de dados, o programa ainda segue uma organização sequencial. Para que possibilite o acesso de múltiplos dados é necessária uma organização de memória em diversos módulos. Tem uma unidade de controle única, e com diversas unidades funcionais.

SISD ou Single Instruction Single Date tem o fluxo único de instruções e um único conjunto de dados. As arquiteturas SISD tem como características possuir uma única unidade de controle podendo conter mais de uma unidade funcional.

MIMD ou Multiple Instruction Multiple Data tem múltiplo fluxo de instruções e múltiplos conjuntos de dados.

MISD ou Multiple Instruction Single Data tem fluxo múltiplo de instruções e um único conjunto de dados. Cada UP opera de forma independente via conjuntos independentes de instruções. Podendo ter utilizações de um configurações MISD os filtros de múltiplas frequências operando um mesmo sinal e múltiplos algoritmos de criptografia tentando a quebra de uma mensagem decodificada.

1. Qual a diferença entre as arquiteturas SMP (UMA), NUMA, CC-NUMA e COMA?  Pg 676

R: SPA(UMA) todos os processadores têm total acesso as partes da memoria principal, via operações de cargas e armazenamento. Seu tempo de acesso à memoria por um processador é o mesmo em todas as regiões da memória, os tempos de acesso experimentados por diferentes processadores são iguais.

NUMA o acesso a memória não é uniforme, os processadores têm acesso a toda memória. O tempo de acesso a memória se diferencia em função da região e dos diferentes processadores tem acesso as regiões da memória em diferentes velocidades, assim é necessário ter cuidado na hora em que for programar.