Organização de computadores

Organização de Computadores

1) (1,0) Considere uma máquina com arquitetura semelhante àquela apresentada em aula. Pode-se endereçar no máximo 64K células de memória onde cada célula armazena uma palavra e cada instrução tem o tamanho de uma palavra. Todas as instruções desta máquina possuem o mesmo formato: um código de operação, que permite a existência de um valor máximo de 256 códigos, e dois operandos, que indicam endereços de memória.

a) Qual o tamanho mínimo do CI ?

CI tem o tamanho necessário para endereçar toda a memória = N=64K=2^16 -> CI=REM=16 bits

b) Qual a capacidade máxima da memória em bits ?

Numero de operações =256=2^8 -> o tamanho do código de operação= 8 bits

Instrução = código de operação + 2*operandos =8+2*16=40 bits

Palavra= Instrução=M=40bits

Capacidade=64K*40=5*2^19 bits

c) Qual o tamanho mínimo do REM ? 64K=2^16 -> E=16

d) Qual o tamanho mínimo do RI ?

O tamanho de RI deverá ser o tamanho de uma instrução =40bits

e) Qual o tamanho do barramento de endereços ? 16 bits

Se a largura do barramento de dados desta máquina for igual à metade do tamanho de uma instrução, como funcionará o ciclo de busca ? RDM=40/2=20bits

A questão 2 peguei como referência a questão 3 da AD antiga de 2008-2

3. Descreva passo a passo as operações de leitura da memória e de escrita na memória, indicando como os

registradores RDM e REM são utilizados e como a unidade de controle gera os sinais necessários.

Na leitura:

1º. Passo: REM <- de outro registrador da UCP

REM é atualizado com um endereço contido em um registrador qualquer da UCP.

O endereço armazenado no REM é colocado no barramento de endereços.

2º.Passo: A unidade de controle gera um sinal de leitura no barramento de controle.

É feita a decodificação do endereço e localização da célula

3º.Passo: RDM <- MP(REM)

O RDM é carregado com o valor da memória principal relativo o endereço contido

no REM, através do barramento de dados.

4º.Passo: Um outro registrados da UCP é atualizado com o conteúdo do RDM.

Na escrita:

1º.Passo: (REM) <- (outro registrador)

Iinicialmente o REM é atualizado com um endereço contido em um registrador qualquer

da UCP. E o endereço armazenado no REM é colocado no barramento de endereços.

2º.Passo: (RDM) <- outro registrador

Da mesma forma o RDM é atualizado com um valor contido em um registrador qualquer da

UCP.

3º.Passo: A unidade de controle gera um sinal de escrita no barramento de controle.

4º.Passo: (MP(REM)) <- (RDM)

A memória é atualizada com o valor do RDM no endereço dado pelo REM.

4) NÃO CONSEGUI FAZER, SE ALGUÉM PUDER ME AJUDAR AGRADEÇO

5) 11) (1,0) Explique detalhadamente como funciona uma unidade de controle microprogramada

e explique as diferenças existentes entre microinstruções verticais e horizontais.

Em uma arquitetura microprogramada, a unidade de controle é especificada por um microprograma que

consiste de uma seqüência de instruções de uma linguagem de microprogramação. Estas instruções são simples e

especificam microoperações. Uma unidade de controle microprogramada é implementada com circuitos lógicos e é

capaz de executar uma seqüência de microinstruções que geram sinais de controle para o funcionamento da UCP.

Estes sinais de controle são utilizados para causar transferências de dados entre registradores e memória e execução

de operações pela ULA, por exemplo.

As microinstruções horizontais tem como característica gerar sinais de controle distintos para a UCP

diretamente de cada bit que as compõem. A implementação de microinstruções horizontais apresenta a

vantagem de ser simples e direta, podendo controlar várias microoperações em paralelo, além de uma eficiente utilização do hardware. Possui a desvantagem de maior ocupação de espaço de memória de controle onde as microinstruções são armazenadas em relação à microinstrução vertical.

As microintruções verticais se caracterizam por possuírem menos bits que os sinais necessários para o

controle da UCP. Estes sinais de controle são gerados através da decodificação dos bits das microinstruções

verticais. Sua principal vantagem é reduzir a área de armazenamento na memória de controle em função do

menor tamanho da microinstrução, mas poderá ser necessária uma maior quantidade de instruções. Tem como

principal desvantagem o aumento no tempo de geração dos sinais de controle devido à necessidade da

decodificação dos campos de cada microinstrução.

6) NÃO CONSEGUI FAZER, SE ALGUÉM PUDER ME AJUDAR AGRADEÇO

7) Faça uma pesquisa no livro “Arquitetura e Organização de Computadores” de William Stallings e

descreva como funcionam as arquiteturas que utilizam pipeline.

Nas arquiteturas que utilizam pipeline de instruções, o processamento