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Lista2009 2
 

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    Lista2009 2 Lista2009 2 Document Transcript

    • Sistemas de Microprocessadores I – Lista de exercícios (questões de provas de semestre anteriores)1 - Fazendo uma comparação entre a arquitetura proposta por Von Neumann e a arquitetura de um microcomputadoratual, tipo Pentium, cite 4 mudanças que considera como principais?2 – Quais as duas principais aplicações da memória pilha na estrutura segmentada de um programa?3 - A partir de que endereço físico de memória está armazenado o dado acessado em cada uma das instruções abaixo?Qual o modo de endereçamento usado em cada uma delas?Admita SI = DI = DS = 0100h, BX = ES = 0030h. a) MOV AX, [SI+03] b) MOV [DI], AX c) MOV [BX+SI+05], DX d) MOV AL, [30h] e) INC ES:[BX+SI+04]4 - Dentre as opções apresentadas abaixo, marque com “1” as que são características apenas dos micros de 8 bits, com“2” as que são características apenas dos micros de 16 bits, com “3” as que são características apenas de micros de 32bits, com “x1” as que são características dos micros de 8 e 16 bits, com “x2” as que são características dos micros de16 e 32 bits e com x3 as que são características comuns a todos eles (considere como referência bibliográfica apenas aapostila do curso).( ) Capacidade de endereçamento máxima de 1Mbyte;( ) Estrutura "pipelined";( ) "Bus" de dados de 8 bits;( ) "Bus" de endereços de 16 bits;( ) "Bus" de dados de 32 bits;( ) Capacidade de endereçamento de 4 Gigabytes de memória física;( ) Capacidade de executar instruções de acesso a memória com 0 (zero) estados de espera( ) Unidade aritmética de ponto flutuante interna ao microprocessador( ) Caché interno( ) Capacidade de endereçamento máxima de 64 Kbytes de memória;( ) Estrutura seqüencial( ) Barramento de endereços limitado a 20 bits.( ) Busca antecipada de instruções.5 - Dentre as opções apresentadas abaixo, marque com “1a” as que são características próprias de arquiteturas RISC,com “2a” as que são características próprias de arquiteturas CISC, com “3a” as que são características próprias dearquiteturas SISC, com “x1” as que são características comuns dos micros de arquitetura RISC e CISC, com “x2” asque são características comuns aos micros de arquitetura SISC e RISC e com x3 as que são características comuns atodos eles (considere como referência bibliográfica apenas a apostila do curso).( ) Conjunto de instruções baseado na abordagem load/store( ) Conjunto de instruções voltados a aplicação( ) Nenhuma instrução aritmética, lógica ou de E/S opera diretamente na memória( ) Instruções executadas em ciclo único( ) Instruções e modos de endereçamento simples( ) Instruções e modos de endereçamento dedicados( ) Instruções implementadas em hardware( ) Abordagem otimizada de instruções implementadas em hardware e em software( ) Estrutura “pipelining” otimizada( ) Elevado número de registradores de uso geral( ) Uso de registradores de uso específico a aplicação( ) Ausência de registradores de uso específico( ) Caches internos para instruções e dados( ) Número e formato de instruções tão grande quanto possível( ) Número de modos de endereçamento tão grande quanto possível( ) Instruções executadas em múltiplos ciclos( ) Acesso à memória através dos diversos tipos de instruções( ) Existência de registradores de uso específico( ) Controle e interpretação de instruções através de micro-código.
    • 6. Associe cada linha da coluna 1 com uma linha da coluna 2 que melhor se associe. Uma marcação errada ou embranco anula uma marcação certa.Coluna 1 Coluna 2 Apresenta um conjunto muito específico de instruções 1 80386 DX Dados e instruções acessados por barramentos distintos 2 80486DX Mesma memória compartilhando instruções e dados 3 ALU Modos de endereçamento simples 4 Cache Acesso direto a memória sem a interferência direta do μprocessador 5 CF Unidade de memória de mais rápido acesso de um μComputador 6 CISC Memória de mais lento acesso de um computador com arquitetura de 7 CPU Von Neumann Modo de endereçamento adequado para tratamento de vetores e 8 CS:IP matrizes Indicador de empréstimo em uma operação de subtração 9 DMA Deslocamento em um segmento de dados, código ou pilha. 10 DRAM Ponteiro do segmento de código 11 E/S por mapeamento de memória Estrutura desenvolvida a partir do 8086 12 Endereçamento efetivo Primeiro a permitir a inclusão de uma memória cache externa 13 FIFO Memória volátil construída com componentes dinâmicos 14 Firmware Programa residente em ROM 15 Harvard Unidade onde são processadas todas as instruções 16 HD Tipo de memória onde estão localizadas as instruções buscadas de 17 IF um programa e ainda não decodificadas. Quando desabilitado impede a ocorrência de interrupções 18 Indexado Define a capacidade de endereçamento de um μProcessador 19 indexado por base Microcomputador em um chip 20 Memória de Massa Apontam para a próxima instrução que será executada. 21 Memória Principal Mapeamento de endereço não utilizado pela linha x86 22 Microcontrolador Instruções de diferentes tamanhos e diferentes tempos de execução 23 Pipelined Memória implementada com componentes estáticos. 24 Registrador de Instrução Define os ciclos de barramento de um μComputador. 25 Registros internos ao μProcessador Estrutura própria dos micros x86 anteriores ao 8086 26 RISC 27 Seqüencial 28 SISC 29 Via de Controle 30 Via de endereços 31 Von Neumann7. Sabendo que o clock de processamento de um µprocessador é de 2,50 GHz e que qualquer ciclo de barramentoocorre em 1 período de clock, qual o tempo necessário para três execuções de um loop com as três instruçõesseqüências dadas abaixo? Considere que cada unidade executa sua tarefa num tempo equivalente a um ciclobarramento. Se forem incluídos dois ciclos de espera em ciclos de leitura a memória de dados, qual o atraso verificadona execução do mesmo loop? Com zero estados de espera, qual o maior tempo de resposta que uma memória ligada aeste microprocessador pode apresentar?a) Construa o pipeline para os dez primeiros ciclos de barramento admitindo as quatro unidades do Gx86 (UB –Unidade de busca, UI – unidade de decodificação, EU – unidade de execução e UA – unidade de geração de endereçode memória de dados). I1 = {UB, UI, UE, UA, UB} I2 = {UB, UI, UA, UB, UE, UA, UB} I3 = {UB, UI, UE, UA, UB} UB UI UE UA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10b) Após a execução dos três loops com as três instruções acima, qual a quantidade total de ciclos gastos e qual a taxa Total de C iclosmédia de ciclos por instrução, dada por: CPI . N de Instru ções
    • c) Se estas mesmas instruções fossem executadas num computador com estrutura seqüencial, qual o ganho CPI ou ciclos seqüencialou Speedup da estrutura pipeline para a seqüencial após a três execuções do loop? CPI ou ciclos pipelined8. Um programa apresenta as seguintes linhas de código:1 DOSSEG2 .MODEL small3 .stack4 .DATA5 var1 DB 06 var2 DB 31h, 34h, 38h, 39h, 32h, 33h, 35h, 30h, 007 .CODE8 main PROC9 MOV AX, @DATA10 MOV DS, AX11 MOV BX, OFFSET var112 MOV AL,30H13 XOR AH, AH14 volte1: CMP AH,[BX+1]15 JZ fim16 SUB [BX+1], AL17 INC BX18 INC [var1]19 JMP volte120 fim: MOV AH, 4Ch21 INT 21h22 main ENDP23 ENDCom base no programa anterior, responda:a) Qual o tamanho reservado para a área de pilha? Qual o tamanho do segmento de dados?b) Após a execução da linha 19, quais os valores armazenados em BX e IP se [var1] = 08c) Quais os valores finais das variáveis var1 e var2?d) Escolha quatro linhas com diferentes modos de endereçamento e os referencie na terceira coluna.09. Qual o tipo de interleave mostrado na figura a e na figura b mostradas abaixo? Qual é o utilizado pelosmicrocomputadores que usam processadores x86? Apresente (pelo menos duas) vantagens e desvantagens dointerleave mostrado na figura b com relação ao mostrado na figura a.Figura a. M0 M1 M2 M3 n 2n 3n 0 2 2 2 n 2n 3n 4n 2 -1 2 -1 2 -1 2 -1Figura b M0 M1 M2 M3 0 1 2 3 4n 4n 4n 4n 2 -4 2 -3 2 -2 2 -1
    • 10. Considere o algoritmo apresentado abaixo e transcreva para linguagem assembly10.a) todo o laço 2.10.b) os laços 1 e 5.Variáveis: Inteira: I, J, N, K Vetor Inteiro: X, YInício do Programa: N = 20 I=1 Laço 1: Enquanto I for menor ou igual a N faça X(I) = 1 I=I+1 Fim do Laço 1 I=2 Laço 2: Enquanto I for menor ou igual a N faça J=2 Laço 3: Enquanto (I * J) for menor ou igual a N faça X(I * J) = 0 J=J+1 Fim do Laço 3 I=I+1 Laço 4: Enquanto X(I) for igual a zero e I menor ou igual a N faça I=I+1 Fim do Laço 4 Fim do Laço 2 I=1 K=1 Laço 5: Enquanto I for menor ou igual a N faça Se X(I) for igual a 1 então faça Y(K) = I K=K+1 Fim do Se I=I+1 Fim do Laço 5 K=K-1Fim do Programa11. Seja o seguinte trecho de código:...CMP AL,BLJC R1JZ R2MOV AL,CLCMP AL,DLJNC R4JMP R5...Indique qual será o destino de desvio em cada um dos casos a seguir:a. AL = 10h, BL = 05h, CL = F0h, DL = F0hb. AL = 9Ah, BL = 12h, CL = 31h, DL = B5hc. AL = 03h, BL = 03h, CL = 19h, DL = 7Chd. AL = 7Fh, BL = A0h, CL = 34h, DL = B6h
    • 12. Para cada uma das afirmações feitas a seguir, assinale V ou F, conforme considerar a afirmação verdadeira oufalsa.Cada resposta errada ou em branco anula uma resposta certa.( ) O endereço de retorno das sub-rotinas é armazenado na pilha pela instrução CALL( ) Os “flags” do Gx86 são alterados somente por instruções que causam alterações no acumulador.( ) A instrução RET é usada ao final de uma sub-rotina para retornar ao DOS.( ) Quando o valor do flag zero é 1, pode-se garantir que há no mínimo um registrador cujo valor é zero.( ) A instrução POP transfere 2 bytes para a pilha, com o mais significativo sendo movido primeiro para o destino.( ) A diretiva .CODE é usada para indicar o endereço inicial de um programa.( ) A Unidade de Controle é responsável pela execução das operações de comparação solicitadas pelos programas.( ) Registradores e cachês L1 e L2 são componentes internos à CPU.( ) O chipset não pode ser fabricado por uma empresa diferente da que fabrica a placa-mãe.( ) Na segmentação de programa, a memória principal é dividida em páginas, relativamente grandes quandocomparadas com os blocos de uma memória cache.( ) A arquitetura Intel x86, que atualmente está presente na maioria dos microcomputadores, tem suas raízes nomicrocomputador 8086. Só foi possível manter esta compatibilidade devido à arquitetura RISC destes processadores.( ) O ISA foi o primeiro padrão de barramento de 32 bits.