Arquiteturas de Processamento e Redes: Guia resumido

1) Defina o processamento em Pipeline

Processamento em pipeline divide a execução de instruções em estágios; cada um dos estágios é tratado por hardware dedicado.

2) Características de uma arquitetura do tipo Bus-Based e seus acoplamentos

Caracteriza-se por uma rede (barramento, cabo ou outro meio) que interliga processadores e memória. Podemos definir os acoplamentos desta arquitetura da seguinte forma:

• Fortemente acoplada: processadores interligados por um barramento com memória compartilhada.
• Fracamente acoplada: computadores com memória própria interligados por cabo ou rede local.

3) Sistema de Cluster: acoplamento e granularidade

Em um sistema de cluster formado por computadores interligados entre si, observa-se acoplamento fraco e granularidade grossa (baixa).

4) Características de um SMP (Multiprocessadores Simétricos) quanto às conexões (barramento)

Os processadores trabalham conjuntamente, compartilhando uma única memória através de um barramento comum. O SMP possui memória compartilhada; cada processador é completo, contendo unidade de controle, unidade de processamento, registradores e cache.

5) Acoplamento e granularidade de um SMP

Para um SMP, há acoplamento forte e granularidade fina (alta).

6) Coerência em multiprocessadores Bus-Based fortemente acoplados

Se a quantidade de processadores for pequena e a conexão suportar o trânsito de comunicação sem necessidade de armazenamento adicional para controlar o fluxo de informação, a coerência não é uma preocupação. Entretanto, quando o número de processadores aumenta e causa restrição no barramento, tornando necessária a utilização de cache de memória, o problema de coerência de cache precisa ser gerenciado.

7) Comunicação em sistemas distribuídos: segurança e banda

Considerações principais:

• Banda: evitar saturação da rede; a largura de banda deve ser suficiente para a carga de comunicação esperada.
• Segurança: garantir integridade e confidencialidade; falhas na segurança podem permitir violações ao sistema.

8) Modelo de classificação de arquiteturas de Flynn: o que é levado em consideração

O modelo de Flynn leva em consideração o fluxo de instruções e o fluxo de dados.

9) SISD e paradigmas de programação associados

SISD: um único fluxo de instruções que manipula um único fluxo de dados. Corresponde ao paradigma tradicional de Von Neumann e ao modelo sequencial de programação.

10) SIMD e paradigmas de programação associados

SIMD: um único fluxo de instruções que manipula múltiplos fluxos de dados. Utilizado em arquiteturas vetoriais, onde a mesma operação é aplicada a múltiplos elementos de dados.

11) MISD e paradigmas de programação associados

MISD: múltiplas instruções sobre um único fluxo de dados. Os processadores processam dados e repassam para o processador seguinte. É uma configuração pouco comum na prática.

12) MIMD e paradigmas de programação associados

MIMD: múltiplas instruções que manipulam múltiplos fluxos de dados. Comum em supercomputadores e sistemas paralelos; associado a paradigmas de programação paralela e concorrente.

13) Problemas do modelo de processamento vetorial

Alguns problemas e limitações do processamento vetorial incluem:

• Latência de acesso à memória para buscar os dados necessários.
• Complexidade de controle na CPU para gerenciar operações vetoriais, o que pode resultar em instruções mais lentas.
• Dependência de grandes volumes de dados: processadores vetoriais funcionam melhor quando há grandes quantidades de dados para amortizar o custo de configuração das operações.