Questões de Arquitetura de Computadores - Arquiteturas para Concurso

Considere um processador que possui cinco estágios para execução de cada instrução com os seguintes tempos:

• Estágio 1 (acesso à memória de instruções): 10 ns

• Estágio 2 (decodificação da instrução): 5 ns

• Estágio 3 (processamento lógico-aritmético): 7 ns

• Estágio 4 (acesso à memória de dados): 10 ns

• Estádio 5 (finalização da instrução): 5ns

Considerando que um projetista explora o paralelismo em nível de instruções através de um pipeline, qual o tempo de execução de uma única instrução e qual o tempo médio aproximado ideal por instrução considerando a execução de um bilhão de instruções, respectivamente?

Dadas as afirmativas a respeito da Arquitetura de Von Newmann,

I. Considera dados e instruções armazenados em uma única memória de leitura e escrita, conectando, principalmente, os componentes da Unidade Central de Processamento (CPU), Memória Principal (RAM) e Interface de Entrada e Saída através de barramentos.

II. Devido ao tráfego intenso no barramento de conexão entre CPU e RAM, a CPU poderá ter que aguardar por novos dados oriundos da RAM, podendo ficar ociosa por um período de tempo. Esse fenômeno denomina-se Gargalo de Von Newmann.

III. Os principais componentes da CPU são apenas a Unidade de Lógica e Aritmética (ULA) e a Unidade de Controle (UC).

verifica-se que está(ão) correta(s)

Determinado tipo de arquitetura explora o paralelismo de instrução ou Instrucion Level Parallelism (ILP). As múltiplas unidades funcionais independentes permitem executar simultaneamente mais de uma instrução por ciclo. Nesta arquitetura o pipeline de hardware permite que todas as unidades possam executar concorrentemente. O número de instruções por ciclo de clock pode variar, e estas são escaladas de modo estático ou dinâmico. Máquinas com este tipo de arquitetura tentam paralelizar a execução de instruções independentes, em cada estágio do pipeline.

Estas são características da arquitetura

O Summit da IBM é considerado o supercomputador mais rápido do mundo com inteligência artificial e machine learning. A máquina é capaz de realizar 200 quatrilhões de operações por segundo (ou 200 seguido por 15 zeros) e deve auxiliar em pesquisas sobre doenças como Alzheimer, além de impulsionar os estudos de energia infinita para as próximas gerações.

(Disponível em: https://www.techtudo.com.br)

Ao ler esse artigo, um Analista de Infraestrutura assinala como tecnicamente corretas as informações complementares sobre esta máquina: além dos

Os processadores são o componente central de um computador, no entanto, o desempenho geral de um computador não pode ser mensurado apenas pelo processador. E neste sentido, os benchmarks estão sendo feitos em toda a arquitetura computacional. A acirrada competição tecnológica entre os maiores fabricantes de processadores possibilita a introdução de inovações que aumentam a capacidade de processamento e elevam o desempenho geral da arquitetura dos computadores. Com o foco inicial no aumento da velocidade do clock de processamento, esta característica encontra limitações físicas de capacidade intrínseca da frequência de operação dos circuitos eletrônicos baseados em pastilhas de silício. A expansão da capacidade de armazenamento temporário, com memória cache, da taxa e da largura de transmissão nos barramentos de dados e de endereços (frequência e número de bits) foram as estruturas seguintes a serem otimizadas para maximizar o desempenho da arquitetura de um núcleo (core). O passo seguinte e natural foi a adoção do processamento paralelo com múltiplos núcleos e o tratamento de multithreads. Nos dias atuais, um upgrade, apenas, de processador nos computadores com processador de gerações anteriores não se justifica. As inovações no conjunto das arquiteturas da placa-mãe, processador, placa de vídeo, para citar alguns componentes, bem como, a atualização dos sistemas operacionais, e a constante redução de preço tornam a relação custo/benefício dos novos computadores mais atrativas, em face do desempenho que se deseja alcançar.

De acordo com o texto, analise as afirmativas.

I. Os processadores mais recentes têm arquitetura acima de 10 núcleos e o uso destes implica o desenvolvimento de algoritmos de agendamento que façam uso das “user threads” e das “kernel threads”.

II. Um aumento da velocidade do barramento FSB (Front-Side Bus) permite o aumento da taxa de transferência de dados entre o processador e o chipset, mesmo com o mesmo clock do processador.

III. O uso de multithreads permite o compartilhamento de código, dados e arquivos, embora cada thread faça uso de registradores e pilha (register e stack) individuais, possibilitando o processamento em múltiplos núcleos e execução paralela.

IV. Os caches L1 e L2 são estruturas de memória para armazenamento temporário, com o mais alto desempenho dos tipos de memórias, que influenciam, particularmente, no desempenho do processador.

Estão corretas as afirmativas

Tanto a estrutura quanto as funções de um computador são, em sua essência, muito simples. A figura abaixo representa, em termos gerais, as quatro funções básicas que um computador pode desempenhar. Leia-a:

Pergunta-se: Qual a função indicada pela letra “B”?

Um sistema de computação pode ser organizado de várias maneiras diferentes que, grosso modo, podemos categorizar de acordo com o número de processadores de uso geral utilizados.

SILBERSCHATZ, A.; GALVIN, P.B.; GAGNE, G. Fundamentos de Sistemas Operacionais. Rio de Janeiro: Ed. LTC, 2015.

Acerca das formas de organização de um sistema computacional, é correto afirmar que