PROGRAMACAO

1. 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 32 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 (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.

2. Explique em detalhes a organização hierárquica do subsistema de memória nos computadores atuais.

3. Considere um computador que possua uma UCP com CI de 16 bits e RI de 40 bits. Suas instruções possuem dois operandos do mesmo tamanho (cada um com 16 bits) e um código de operação. Cada célula de memória tem o tamanho igual ao de uma instrução.

a. Qual o tamanho da instrução ?

b. Qual o tamanho do código de operação ?

c. Considerando que a configuração básica dessa máquina é de 16 Kbytes de memória, mostre se é possível aumentar a quantidade de memória desta máquina. Caso seja possível, calcule a quantidade máxima que pode ser adicionada a este sistema.

4. Considere o sistema visto em aula que possui uma memória com 256 células, sendo que cada célula pode armazenar 12 bits. Cada instrução possui 4 bits que indicam o código de operação e 8 bits que indicam o operando (ver a lista de operações nos slides da aula). Suponha que, em um determinado momento, alguns endereços da memória contenham os seguintes conteúdos (todos os valores estão em hexadecimal):

Endereço

Conteúdo

20

170

21

529

22

150

23

351

24

250

25

170

26

451

27

270

a) Traduza as instruções para as siglas e operandos correspondentes. Por exemplo, a instrução contida no endereço 20 é LDA 70.

b) Supondo que o CI possua o endereço 20, indique como será realizada a execução de cada instrução deste programa e mostre o conteúdo de todos os endereços da tabela e dos registradores RDM, REM, RI, CI e ACC ao final da execução deste programa.

5. Considere a execução de 5 instruções, cada uma delas com tempo de execução igual a Tex. Calcule o tempo para executar estas 5 instruções, para cada caso abaixo:

a. Execução em uma máquina que realiza a execução das instruções de forma sequencial.

b. Execução em uma máquina que utiliza um pipeline de 3 estágios, considerando que o tempo de execução da instrução pode ser dividido igualmente entre os estágios e não há atrasos na execução do pipeline, devido a desvios condicionais.

c. Execução em uma máquina que utiliza um pipeline de 4 estágios, considerando que o tempo de execução da instrução pode ser dividido igualmente entre os estágios e não há atrasos na execução do pipeline, devido a desvios condicionais.

d. Execução em uma máquina que utiliza um pipeline de 5 estágios, considerando que o tempo de execução da instrução pode ser dividido igualmente entre os estágios e não há atrasos na execução do pipeline, devido a desvios condicionais.

e. Execução em uma máquina que utiliza um pipeline de 6 estágios, considerando que o tempo de

f. execução da instrução pode ser dividido igualmente entre os estágios e não há atrasos na execução do pipeline, devido a