Arquitetura

1 Valor da questão 10 ponto Explique o que é o gargalo de Von Neumann e como ele afeta o desempenho dos computadores Como esse gargalo é minimizado hoje em dia 2 Valor da questão 10 ponto Qual o principal legado de Von Neumann Explique 3 Valor da questão 10 ponto Compare as arquiteturas RISC e CISC em relação à complexidade de hardware desempenho pipelines e uso de compiladores 4 Valor da questão 10 ponto Por que a maioria dos dispositivos móveis usa arquiteturas RISC como ARM 5 Valor da questão 10 ponto Identifique a função de cada instrução abaixo x86 a MOV AX BX b ADD AL 5 c SUB CX DX d INC SI e CMP AX BX 6 Valor da questão 10 ponto Qual o valor final de CX após esta sequência MOV CX 5 DEC CX DEC CX INC CX 7 Valor da questão 10 ponto Complete com a instrução correta Desejase testar se dois valores em AX e BX são iguais Qual instrução usar ADD MOV CMP INC 1 Valor da questão 10 ponto Explique o que é o gargalo de Von Neumann e como ele afeta o desempenho dos computadores Como esse gargalo é minimizado hoje em dia O gargalo de Von Neumann é um problema que acontece nos computadores por causa da forma como eles são organizados Nessa arquitetura o processador e a memória compartilham o mesmo caminho para enviar e receber dados Isso significa que o processador precisa esperar para acessar a memória o que pode deixar o funcionamento do computador mais lento É como se houvesse uma única pista de mão dupla para carros indo e voltando ao mesmo tempo acaba gerando congestionamento Esse gargalo afeta o desempenho porque o processador que é muito rápido perde tempo esperando os dados chegarem da memória que é mais lenta Assim o computador não trabalha na velocidade que poderia Para diminuir esse problema hoje em dia os computadores usam algumas soluções Uma delas é a memória cache que é uma memória menor e muito mais rápida colocada mais perto do processador Outra forma de minimizar o gargalo é usando técnicas que permitem ao processador prever o que vai precisar e deixar os dados prontos com antecedência Além disso os barramentos de comunicação os caminhos entre memória e processador também ficaram mais rápidos e eficientes Com tudo isso o gargalo de Von Neumann ainda existe mas seu impacto é bem menor nos computadores modernos 2 Valor da questão 10 ponto Qual o principal legado de Von Neumann Explique O principal legado de Von Neumann foi a ideia de como organizar um computador o que ficou conhecido como arquitetura de Von Neumann Nessa arquitetura ele propôs que um computador deveria ter quatro partes principais a unidade de entrada como o teclado a unidade de saída como a tela a memória onde ficam os dados e programas e a unidade de processamento que é o cérebro do computador Ele também teve a ideia de que tanto os dados quanto os programas poderiam ficar guardados juntos na mesma memória o que foi uma grande inovação para a época Essa forma de organizar os computadores é usada até hoje e foi o que permitiu o desenvolvimento dos computadores modernos 3 Valor da questão 10 ponto Compare as arquiteturas RISC e CISC em relação à complexidade de hardware desempenho pipelines e uso de compiladores As arquiteturas RISC e CISC são dois tipos diferentes de organização dos processadores A arquitetura RISC Conjunto Reduzido de Instruções usa instruções mais simples e rápidas o que deixa o hardware menos complexo e facilita o uso de pipelines que são como uma linha de produção que executa várias partes de instruções ao mesmo tempo Isso ajuda a melhorar o desempenho em muitos casos Já a arquitetura CISC Conjunto Complexo de Instruções tem instruções mais completas e complexas que fazem mais coisas de uma vez só mas isso torna o hardware mais complicado e pode dificultar o uso de pipelines Como as instruções do RISC são mais simples o compilador precisa trabalhar mais para transformar o código em várias instruções pequenas enquanto no CISC o compilador tem menos trabalho porque as instruções já fazem operações mais completas Em resumo o RISC foca em velocidade e simplicidade e o CISC em fazer mais com menos instruções 4 Valor da questão 10 ponto Por que a maioria dos dispositivos móveis usa arquiteturas RISC como ARM A maioria dos dispositivos móveis usa arquiteturas RISC como a ARM porque esse tipo de arquitetura consome menos energia e esquenta menos Isso é muito importante em celulares tablets e outros aparelhos portáteis que funcionam com bateria Como as instruções do RISC são mais simples e rápidas o processador consegue fazer as tarefas gastando menos energia Além disso a arquitetura RISC permite criar chips menores mais baratos e eficientes o que é ideal para dispositivos móveis que precisam ser leves compactos e duradouros Por isso a ARM que é baseada em RISC é muito usada nesses equipamentos 5 Valor da questão 10 ponto Identifique a função de cada instrução abaixo x86 a MOV AX BX b ADD AL 5 c SUB CX DX d INC SI e CMP AX BX A instrução MOV AX BX copia o conteúdo do registrador BX para o registrador AX A ADD AL 5 soma o valor 5 ao conteúdo do registrador AL A instrução SUB CX DX subtrai o valor do registrador DX do registrador CX Já a INC SI aumenta o valor do registrador SI em 1 incrementa Por fim a CMP AX BX compara os valores dos registradores AX e BX subtraindo internamente sem guardar o resultado apenas para atualizar os sinais de condição por exemplo para saber se são iguais ou qual é maior 6 Valor da questão 10 ponto Qual o valor final de CX após esta sequência MOV CX 5 DEC CX DEC CX INC CX MOV CX 5 Coloca o valor 5 no registrador CX DEC CX Subtrai 1 CX 4 DEC CX Subtrai 1 CX 3 INC CX Soma 1 CX 4 Valor final de CX 4 7 Valor da questão 10 ponto Complete com a instrução correta Desejase testar se dois valores em AX e BX são iguais Qual instrução usar ADD MOV X CMP INC CMP AX BX Compara o valor de AX com o de BX Ela não altera os registradores apenas atualiza os flags para que outra instrução como JE jump if equal possa tomar uma decisão com base nessa comparação