Fundamentos de Arquitetura e Organização de Computadores

1. Qual a diferença entre arquitetura e organização de computadores?

A arquitetura de um computador corresponde aos aspectos visíveis a um programador em linguagem de máquina, tais como repertório de instruções, número de bits utilizado para representar vários tipos de dados, mecanismos de E/S e modos de endereçamento. A organização, por seu lado, diz respeito às unidades operacionais (UCP, unidade de memória, barramentos, sinais de controle, etc.) necessárias para implementar as especificações de uma arquitetura. A organização é, em geral, transparente ao programador.

2. Quais os componentes da máquina de Von Neumann?

Dispositivos de entrada e saída, UCP (Unidade Lógica e Aritmética, Unidade de Controle, Registradores) e memória principal.

3. Quais são os componentes básicos de um computador? Defina cada um deles.

• Processador: responsável pelo tratamento de informações armazenadas em memória.
• Memória: responsável pelo armazenamento dos programas e dos dados.
• Periféricos: dispositivos responsáveis pelas entradas e saídas de dados do computador. Exemplo: monitor, teclado.
• Barramento: via de comunicação onde circulam os dados tratados pelo computador.

4. O que é memória principal?

É a parte do computador onde são armazenados os dados.

5. O que é memória cache?

É uma memória volátil de alta velocidade; o tempo de acesso a um dado nela contido é muito menor do que se o mesmo estivesse na memória principal.

6. O que é pipeline?

Técnica utilizada em processadores para otimizar a execução de instruções. Exemplo: uma instrução pode ser dividida em subtarefas e, enquanto uma instrução se encontra em fase de execução, uma outra pode estar na fase de busca, simultaneamente.

7. Quais são os tipos de barramento?

• IDE
• ISA
• PCI
• AGP
• SCSI

8. Qual a diferença de uma arquitetura RISC e CISC? Dê exemplos de cada.

• RISC: é um processador que executa menos instruções básicas com mais eficiência e rapidez. Utiliza um conjunto reduzido de instruções de linguagem de máquina, no qual a maioria pode ser executada em um único ciclo do processador. Exemplo: SPARC (SUN), RS-6000 (IBM).
• CISC: possuem instruções complexas que são interpretadas por microprogramas. Exemplo: Pentium (Intel), 68XXX (Motorola).

9. Qual a definição de processamento paralelo?

É usar múltiplos processadores, simultaneamente, para resolver um mesmo problema.

Quais são os quatro tipos de arquitetura de processamento paralelo? Defina cada um deles.

• SISD (Single Instruction Stream, Single Data Stream): computadores sequenciais.
• SIMD (Single Instruction Stream, Multiple Data Streams): computadores vetoriais e matriciais.
• MISD (Multiple Instruction Streams, Single Data Stream): não existem (HENNESSY et al., 2003; STALLINGS, 2002).
• MIMD (Multiple Instruction Streams, Multiple Data Streams): arquiteturas com múltiplos processadores independentes.

10. Quais são os três tipos da arquitetura MIMD?

• Multiprocessador Simétrico (SMP): arquitetura MIMD com memória compartilhada.
• Acesso Não-Uniforme à Memória (NUMA): arquitetura MIMD com memória compartilhada.
• Agregado de Computadores (Cluster): arquitetura MIMD com memória distribuída.

11. Explique como funciona o cache para processamento paralelo.

O processador, ao invés de fazer a busca na memória principal, acessa o cache, pois as informações anteriores já estão armazenadas nele.

12. Qual a principal vantagem da utilização de cache quando utilizamos múltiplos processadores?

O uso de cache melhora o tráfego no barramento e possibilita o uso de mais processadores.

13. O que é hardware virtual?

São componentes virtuais como adaptadores (placa de rede, placa de vídeo, IDE) alojados em uma máquina virtual.

14. Quais são os tipos de virtualização?

15. Quais as vantagens da virtualização?

Fácil para remover e copiar, hardware virtual padrão, upgrade remoto e a possibilidade de rodar múltiplos sistemas operacionais em um único computador.

16. Explique o que é Transparent Page Sharing.

17. Qual a funcionalidade do DRS?