ARQUITETURA DE COMPUTADORES E MICROPROCESSADORES - A4

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1. A utilização de processadores ARM ( Advanced RISC Machine - em português, máquina RISC 
avançada) vem ganhando espaço, ultimamente, por sua eficiência computacional e por seu baixo 
consumo energético. O ARM, originalmente baseado no Berkeley RISC I, foi concebido, na metade 
da década de 1980, pela empresa Acorn Computers. 
Atualmente, vários fabricantes produzem processadores baseados no ARM, dentre os quais 
podemos citar Intel, Samsung, Nvidia, Atmel e Texas Instruments. 
Para esta questão, marque, com “V”, a(s) afirmativa(s) que você julgar verdadeira(s) e, com “F”, 
a(s) que considerar falsa(s). 
 
 
(_) O campo cond no formato das instruções auxilia o pipeline a evitar instruções condicionais 
desnecessárias. 
(_) Pelo fato de o ARM ser derivado do RISC, é uma máquina de três operandos e apresenta 
arquitetura de Harvard. 
(_) Os acessos à memória podem ser realizados por intermédio de instruções do 
tipo load, store e mov. 
(_) Ao contrário da família x64, os dispositivos de I/O do ARM são mapeados como endereços de 
memória. 
 
 
Agora, selecione a alternativa que contém a sequência correta. 
✓ V; V; F; V. 
• V; F; V; V. 
• V; F; V; F. 
• F; V; F; V. 
• F; V; V; F. 
Resposta correta: em função de o ARM ser derivado do RISC, conserva, em suas características, a 
manipulação de três operandos e poucos modos de endereçamento (acessos à memória somente por 
meio de load e de store. O campo cond sinaliza se a instrução deve ou não ser executada em função dos 
valores do registrador de flags. Por fim, realmente, os dispositivos de I/O são mapeados como 
endereços de memória (na família x64, são portos de I/O). 
 
2. Sistemas dotados de vários processadores podem ser classificados em multiprocessadores e em 
multicomputadores. Os multiprocessadores são aqueles que dispõem de memória compartilhada 
com várias CPUs. Por sua vez, os multicomputadores apresentam recursos de memória e de I/O 
vinculados a apenas uma CPU interligada a uma rede de comunicação. 
Falando, especificamente, de multiprocessadores, podemos subdivi-los em SMP ( Symmetric 
Multiprocessing - em português, multiprocessadores simétricos) e em NUMA ( Non-Uniform 
Memory Access - em português, acesso à memória não uniforme). 
Para esta questão, associe as características seguinte com “S” (SMP) ou com “N” (NUMA). 
 
(_) O tempo de acesso à memória não é uniforme, pelo fato de a memória ser distribuída. 
(_) O tempo de acesso à memória é o mesmo em relação a todos os processadores. 
(_) Cada processador apresenta um canal dedicado à sua memória local e uma interface com um 
barramento, para interconectar-se aos demais processadores. 
(_) Existe uma limitação do número de processadores, devido à degradação do sistema 
ocasionada pelo tráfego no barramento. 
 
 
Agora, assinale a alternativa que contém a sequência que você julgue ser a correta. 
• S; N; N; S. 
• S; S; N; N. 
✓ N; S; N; S. 
• N; N; S; S. 
• S; N; S; N. 
Resposta correta: você observou que, em uma máquina SMP, existe apenas um módulo de memória, que 
é compartilhado com todos os processadores. Essa característica faz com que o tempo de acesso seja 
uniforme. Porém, o sistema pode degradar-se se houver excesso de troca de informações pela rede. 
Esse problema é atenuado pelas máquinas NUMA, que apresentam memórias distribuídas – atreladas a 
cada processador. No entanto, essa topologia faz com que o tempo de acesso não seja uniforme. 
 
3. O ARM é um processador derivado do padrão RISC. Sendo assim, apresenta, como uma de suas 
características básicas, a pequena quantidade de formatos de instruções. Em relação a esses 
formatos, podemos mencionar que o ARM manipula três níveis de instruções: 
ARM, thumb e thumb-2. Especificamente no nível ARM, podemos encontrar sete formatos. 
Para esta questão, analise os sete formatos e marque as afirmativas a seguir com “V” (verdadeiras) 
ou com “F” (falsas): 
 
 
(_) o ARM manipula cinco classes de instruções e três modos de endereçamento; 
(_) o ARM é um processador de dois operandos; 
(_) instruções do tipo load-store têm um opcode formado por 4 bits. 
(_) O ARM é capaz de distinguir entre a manipulação de uma palavra e a de um byte. 
 
 
Agora, selecione a alternativa correta. 
✓ V; F; F; V. 
• V; F; V; V. 
• F; V; F; V. 
• F; F; F; V. 
• V; F; F; F. 
 
4. Existem algumas abordagens de processadores. As mais conhecidas são CISC ( Complex 
Instruction Set Computer - em português, computador com conjunto de instruções complexas), 
RISC ( Reduced Instruction Set Computer - em português, computador com conjunto de instruções 
reduzidas) e VLIW ( Very Long Instruction Word - em português, palavra de instrução muito longa). 
Alguns processadores adotam, ainda, alguma abordagem híbrida, como é o caso da linha x64, que 
integra as abordagens CISC e RISC. 
Para esta questão, analise as afirmativas a seguir. 
 
 
I - Nos processadores CISC, a quantidade de registradores GPR tende a ser maior em relação à 
das máquinas RISC. 
II - As instruções dos processadores RISC têm um tamanho único. 
III - Os processadores RISC apresentam uma alta otimização em relação ao seu pipeline. 
IV - Nos processadores RISC, as instruções são divididas em micro-operações - razão do nome 
“instruções reduzidas”. 
 
 
Agora, assinale a alternativa correta. 
• Apenas as afirmativas I, II e III são verdadeiras. 
✓ Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras. 
• Apenas as afirmativas II e IV são verdadeiras. 
• Apenas as afirmativas I e IV são verdadeiras. 
• Apenas as afirmativas II, III e IV são verdadeiras. 
Resposta correta: realmente, os processadores RISC tendem a conter um número maior de 
registradores em relação aos CISC, para que possam otimizar a sua utilização e proporcionar ganhos 
ao já otimizado pipeline. Além disso, as operações RISC, de tamanho único, não são subdivididas em 
micro-operações. 
 
5. Uma das características marcantes dos processadores RISC é a utilização de janelas de registradores. 
Em tal abordagem, os registradores são agrupados de forma que cada janela seja alocada para uma 
função do código. Assim, tem-se os registradores ditos temporários, que visam a estabelecer a 
interface entre a evocação e o retorno das funções. Dessa forma, pode-se evitar a reutilização 
indevida dos registradores e, portanto, a sobrescrita de valores de forma prematura.Para esta questão, 
preencha, apropriadamente, as lacunas do texto a seguir. 
A utilização das janelas de registradores consiste em uma otimização cuja abordagem se baseia em 
____. Na abordagem por ____, os registradores são utilizados de acordo com uma análise do código. 
Na abordagem por ____, os conjuntos de registradores atuam como um buffer ____, caso em que são 
necessários registradores de índices para as regiões da janela salva e da janela atual. 
Agora, assinale a alternativa que contém a ordem correta de preenchimento. 
• Hardware; software; hardware; linear. 
• Hardware; hardware; software; circular. 
• Software; hardware; software; linear. 
• Software; hardware; software; circular. 
✓ Hardware; software; hardware; circular. 
Resposta correta: a sua resposta está correta. Realmente, na abordagem via hardware, os grupos de 
registradores atuam como um buffer circular no mecanismo de janelas de registradores. Por sua vez, na 
abordagem via software, uma análise do código é realizada pelo compilador, a fim de otimizar o uso dos 
grupos de registradores. 
 
6. As duas filosofias reinantes, atualmente, no mercado dos computadores são a CISC (Complex 
Instruction Set Computer - em português, computador com conjunto de instruções complexas) e a 
RISC (Reduced Instruction Set Computer - em português, computador com conjunto de instruções 
reduzidas). Alguns processadores adotam, ainda, uma filosofia híbrida - ou seja, uma fusão entre 
CISC e RISC. As máquinas RISC têm, como grande vantagem, um melhor aproveitamento de seu 
pipeline, devido à simplicidadede suas instruções e à baixa quantidade de modos de 
endereçamento. Nesta questão, associe as características à filosofia CISC (marcando o item com 
“C”) ou à filosofia RISC (marcando-o com “R”). 
(_) Vários conjuntos de registradores. 
(_) Instruções de múltiplos ciclos. 
(_) Possibilidade de acesso à memória por meio de várias instruções. 
(_) Acesso à memória apenas pelas instruções load e store. 
(_) Instrução dividida em micro-operações. 
(_) Máquina de três operandos. 
Assinale a alternativa que você julgue ser a correta: 
• R; C; R; C; C; R. 
• C; R; R; C; R; C. 
• C; R; C; R; C; R. 
✓ R; C; C; R; C; R. 
• R; C; C; R; R; C. 
Resposta correta: os processadores RISC otimizam a manipulação dos registradores, devido ao fato de 
conterem instruções de três operandos (maior reaproveitamento de informações); e ao fato de mapear 
os registradores em conjuntos, o que possibilita o mecanismo de janela de registradores. O datapath 
menos complexo do RISC se deve aos poucos formatos de instruções e de formas de endereçamento – 
inclusive, as únicas instruções que fazem acesso à memória são load e store. Quanto aos processadores 
CISC, suas instruções consomem vários ciclos de instruções, pois são divididas em micro-operações, 
frente ao único ciclo dos RISC). 
 
7. O processador MIPS é um exemplo de arquitetura RISC. Sendo assim, podemos relacioná-lo a 
algumas características dos processadores RISC: poucos formatos de instruções; máquina de três 
operandos; e transferência de informações entre a memória e o banco de registradores por 
intermédio apenas das instruções load e store. Tais particularidades podem ser identificadas 
quando analisamos o seu datapath. 
Esta questão é baseada no datapath do processador MIPS. Analise as afirmativas a seguir, 
classificando-as com “V” (verdadeiras) ou com “F” (falsas). 
 
(_) Os opcodes das instruções são representados pelos bits de 26 a 31. 
(_) Nas instruções do tipo “add reg3, reg2, reg1”, o registrador destino é mapeado 
pelos bits [15:11]; e as fontes, pelos bits [25:21] e [20:16]. 
(_) Os valores produzidos pela ALU podem ser diretamente gravados na memória de dados. 
(_) O MIPS também usa a abordagem da arquitetura de Harvard em seu sistema de memória. 
 
 
Agora, selecione a alternativa correta. 
• F; F; F; V. 
• V; V; V; V. 
• V; V; F; F. 
✓ V; V; F; V. 
• F; V; F; V. 
Resposta correta: você analisou, corretamente, o datapath, relacionando os bits [31:26] ao opcode que 
servirá como entrada da unidade de controle, a fim de produzir os sinais de controle. Além disso, 
os bits [15:11], [25:21] e [20:16] são mapeados como os registradores destino e os dois registradores -
fonte, respectivamente. A ALU realiza, além das operações inerentes às operações lógicas e aritméticas, 
o endereço a ser acessado na memória de dados e o endereço para o novo valor do PC, no caso de haver 
instruções de desvio. Sendo assim, os resultados de operações aritméticas e lógicas são direcionados 
ao banco de registradores por intermédio de um seletor de dados (MUX). Por fim, o fato de as memórias 
de dados e de as instruções aparecerem de forma distinta indica que o MIPS utiliza a arquitetura de 
Harvard. 
 
8. A família TMS320C67X engloba processadores do tipo DSP (Digital Signal Processors - em 
português, processadores de sinais digitais). Os DSPs são processadores otimizados para 
executar códigos voltados ao processamento de sinais digitais. Mais especificamente em relação 
ao TMS320C67X, podemos mencionar que são constituídos por dois datapaths, que integram os 
seguintes submódulos: “.L”, “.S”, “.M” e “.D” - tendo otimizações para funções específicas. 
Para esta questão, associe as funcionalidades aos módulos citados (marcando-os com “L”, com 
“S”, com “M” ou com “D”): 
 
 
(_) otimizado para operações do tipo multiplicação; 
(_) responsável pelas transferências de dados entre a memória e o banco de registradores; 
(_) otimizado para executar desvios condicionais; 
(_) otimizado para operações aritméticas, de comparação, lógicas e de deslocamento. 
 
Agora, selecione a alternativa que contém a sequência correta. 
• S; M; S; L. 
• M; D; L; S. 
✓ M; D; S; L. 
• M; S; D; L. 
• L; D; S; M. 
Resposta correta: realmente, o módulo “M” é otimizado para multiplicações. O módulo “D” realiza o 
interfaceamento entre o banco de registradores e o módulo “DMA, EMIF”. A unidade “S” visa, dentre 
outras funcionalidades, aos desvios condicionais. Por fim, “L” desempenha as operações básicas 
(aritméticas, comparação, lógicas e deslocamento). 
 
9. Quando são realizadas a caracterização e certas reflexões sobre processadores CISC, sempre 
vêm à tona as suas instruções, que têm menor complexidade em relação às dos processadores 
RISC. Consequentemente, o seu hardware é, igualmente, menos complexo. A baixa complexidade 
das instruções faz com que possam ser executadas em apenas um ciclo de instrução, municiando 
o pipeline com mais eficiência. 
Para esta questão, analise as afirmativas a seguir e as avalie como verdadeiras (“V”) ou como 
falsas (“F”). 
 
 
I - Ter um hardware menos complexo significa fazer um menor percurso para a propagação dos 
sinais internos. Consequentemente, há um tempo de propagação menor, o que proporciona a 
possibilidade de trabalhar com frequências de clock maiores. 
II - Com todas as instruções sendo executadas em apenas um ciclo de máquina, o controle do 
pipeline se torna mais simples, possibilitando uma maior eficiência. 
III - Um hardware menos complexo significa uma alta limitação do processamento das instruções, 
fazendo com que máquinas RISC executem um número muito maior de instruções em comparação 
com as máquinas CISC. Esse fato faz com que as máquinas RISC sejam sempre menos eficientes 
em relação às CISC. 
IV - Com um hardware menos complexo, pode-se criar projetos que apresentem uma menor 
dissipação de potência, o que proporciona um menor consumo energético. (V) 
 
 
Agora, assinale a alternativa que você julgue ser a correta. 
✓ Apenas as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. 
• Apenas as afirmativas II, III e IV são verdadeiras. 
• Apenas as afirmativas I, II e III são verdadeiras. 
• Apenas as afirmativas II e IV são verdadeiras. 
• Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras. 
Resposta correta: circuitos menos complexos têm, como consequência, uma menor dissipação de 
potência; um trajeto menor para a propagação dos sinais; e, consequentemente, um tempo menor de 
propagação. Como a frequência de operação é inversa ao tempo, podem-se aplicar frequências maiores 
para a sincronização do processador. Quanto à eficiência computacional, não é possível tirar conclusões 
comparativas com um processador CISC sem conhecer os pormenores de seu processamento. 
 
10. Segundo a taxonomia de Flynn, um sistema computacional pode ser classificado de acordo com os 
fluxos de instruções e de dados. Dentro dessa classificação, encontramos os seguintes itens: SISD, 
SIMD, MISD e MIMD. Especificamente sobre as máquinas SIMD (Single Instruction, Multiple Data 
- em português, única instrução, múltiplos dados), podemos mencionar que sua aplicação é mais 
voltada para códigos que manipulam, por exemplo, matrizes ou vetores, cujas células são 
manipuladas paralelamente (processamento não sequencial). 
Reflita sobre os itens a seguir e assinale aquele(s) que apresenta(m) um melhor resultado quando 
forem aplicados a uma estrutura SIMD. 
(_) I - Sistemas meteorológicos. 
(_) II - Instruções MMX, que poderão ser executadas nas GPUs (Graphic Processing Unit). 
(_) III - Sistemas comerciais baseados em cliente-servidor. 
(_) IV - Sistemas de geoprocessamento. 
Assinale a alternativa que apresente a sequência correta: 
 
• Somente I e IV. 
✓ Somente I, II e IV. 
• Somente III e IV. 
• Somente I, II e III. 
• Somente II, III e IV. 
Resposta correta: todas as opções apresentadas, excetuando o cliente-servidor, são aplicações 
baseadas emvetores e em matrizes. Sendo assim, justificam a utilização do paradigma SIMD. A 
aplicação do tipo cliente-servidor é puramente sequencial: o cliente depende do resultado do 
processamento do servidor.