Arquitetura de Computadores: Questões e Respostas

Questão 1

Computadores são projetados como uma série de níveis, cada um construído sobre seus antecessores. Cada nível apresenta uma abstração distinta na qual estão presentes diferentes objetos e operações.

Questão 2

Considere um software escrito em linguagem C, compilado e executado em um Sistema Operacional em uma máquina com arquitetura Intel x86. Comente as etapas do processo considerando as camadas da arquitetura:

• Nível 5 (Linguagem C): O código é traduzido para o nível 4 (Assembly) pelos compiladores.
• Nível 4 (Assembly): O código é traduzido pelo montador para instruções do Sistema Operacional (nível 3).
• Nível 3 (Sistema Operacional): O SO gerencia recursos e processos, interpretando as instruções para o nível 2.
• Nível 2 (Linguagem de Máquina): Instruções interpretadas pelo microprograma.
• Nível 1 e 0 (Hardware): O microprograma traduz as instruções para o hardware (lógica digital) para execução final.

Questão 3

Explique as mudanças no processo se a arquitetura não for baseada em microcódigo.

R: Diferentemente de uma microarquitetura, as instruções são implementadas diretamente no nível de lógica digital.

Questão 4

Comente a funcionalidade da ULA, UC, Registradores e Contador de Programa (PC).

• ULA (Unidade Lógica Aritmética): Efetua operações aritméticas (adição, subtração) e operações lógicas (AND/Boolean), produzindo resultados no registrador de saída.
• UC (Unidade de Controle): Responsável por buscar instruções na memória principal e determinar o seu tipo.
• Registradores: Pequena memória de alta velocidade na CPU usada para armazenar resultados temporários e informações de controle.
• PC (Contador de Programa): Registrador que indica o endereço da próxima instrução a ser buscada para execução.

Questão 5

Explique a função da FPU (Floating-Point Unit).

R: Além da CPU, computadores utilizam coprocessadores para realizar operações matemáticas complexas com números em ponto flutuante. A finalidade é aumentar a performance, liberando a CPU para outras tarefas. A FPU pode ser um componente externo ou estar integrada ao processador.