Resumo de Sistemas Computacionais

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Questions and Answers

A taxa de compressão mínima necessária para transmitir um vídeo de 24 imagens por segundo numa rede de 100 Mb/s é de aproximadamente ______.

7,55

Qual o processador com o melhor desempenho, expresso em instruções por segundo?

  • P1
  • P3
  • P2 (correct)

Se o processador P1 executar um programa em 10 segundos, ele executará 20 000 000 000 instruções.

True (A)

Qual é a fórmula para calcular o número de ciclos de um processador?

<p>Nº de ciclos = Frequência x Tempo</p> Signup and view all the answers

Relacione cada processador com sua frequência de relógio:

<p>P1 = 3 GHz P2 = 2,5 GHz P3 = 4,0 GHz</p> Signup and view all the answers

A Lei de Moore afirma que a capacidade de um circuito integrado (CI) dobra a cada 18 a 24 meses, o que significa que o número de transístores dentro de um CI aumenta na mesma proporção.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Relacione os tipos de memória/dispositivos de armazenamento com suas características:

<p>DRAM = Volátil, leitura e escrita, velocidade média SSD = Não volátil, leitura e escrita, velocidade alta Pen-drive = Não volátil, leitura e escrita, velocidade média SRAM = Volátil, leitura e escrita, velocidade alta Fita magnética = Não volátil, leitura e escrita, velocidade baixa ROM = Não volátil, somente leitura, velocidade média</p> Signup and view all the answers

A ______ é um exemplo de memória volátil, enquanto a ______ é um exemplo de memória não volátil.

<p>DRAM, ROM</p> Signup and view all the answers

Explique como a Lei de Moore impacta o processo de design de computadores.

<p>A Lei de Moore exige que os projetistas de computadores considerem a evolução rápida da tecnologia. Eles precisam projetar sistemas que sejam compatíveis com a crescente capacidade de processamento e memória disponível em chips futuros, e não apenas com a capacidade disponível no início do projeto.</p> Signup and view all the answers

Qual das seguintes opções NÃO é uma característica da Lei de Moore?

<p>A Lei de Moore prevê que o crescimento exponencial da capacidade de CI continuará indefinidamente. (B), A Lei de Moore é uma lei física que descreve o comportamento dos semicondutores. (D)</p> Signup and view all the answers

Para aumentar o desempenho de um programa em 71,4%, a frequência de relógio precisa ser aumentada em 1,714 vezes o seu valor original.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Qual é o tempo adicional de overhead que é adicionado ao tempo de execução de um programa em um sistema multiprocessador, independentemente do número de processadores?

<p>4 segundos</p> Signup and view all the answers

Quando um programa é executado em um sistema multiprocessador, o tempo de execução em cada processador é composto pelo tempo de computação e pelo tempo de ______ necessário para seções críticas trancadas e/ou para enviar dados entre os processadores.

<p>overhead</p> Signup and view all the answers

Qual das seguintes expressões representa o aumento de velocidade real de um programa em um sistema multiprocessador?

<p>t / tr - 1 (D)</p> Signup and view all the answers

Relacione os termos do benchmark SPEC CPU2006 bzip2 com as suas definições:

<p>Contagem de instruções = Número total de instruções executadas pelo programa Tempo de execução = Tempo total que o programa leva para ser executado Tempo de referência = Tempo de execução de um programa de referência usado para comparação CPI = Número médio de ciclos de relógio por instrução SPECratio = Razão entre o tempo de referência e o tempo de execução do programa</p> Signup and view all the answers

Qual dos seguintes conceitos NÃO é um alicerce para otimizar o desempenho dos computadores, conforme mencionado no texto?

<p>Cache de instruções (D)</p> Signup and view all the answers

O conceito de paralelismo permite que operações sejam executadas em sequência para otimizar o desempenho do computador.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Explique como o conceito de pipelining pode ser comparado a um restaurante.

<p>O pipelining, como um restaurante, pode ser mais eficiente ao dividir tarefas em etapas, permitindo que várias tarefas sejam processadas simultaneamente, assim como um restaurante pode atender mais clientes quando um auxiliar prepara os ingredientes, o cozinheiro prepara o prato e o outro serve ao cliente.</p> Signup and view all the answers

A ______ de memórias visa melhorar o desempenho do acesso a dados, garantindo que os dados mais utilizados estejam disponíveis mais rapidamente.

<p>hierarquia</p> Signup and view all the answers

Relacione os conceitos de otimização de desempenho com suas respectivas descrições:

<p>Paralelismo = Executa múltiplas operações simultaneamente, aproveitando tarefas independentes. Pipelining = Divide tarefas em etapas, permitindo que várias etapas sejam processadas simultaneamente. Hierarquia de memórias = Organiza a memória em níveis com diferentes velocidades e capacidades, priorizando o acesso aos dados mais utilizados.</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Lei de Moore

Observação que o número de transístores em circuitos integrados duplica a cada 18 a 24 meses.

Volatilidade da memória

Classifica a memória em volátil (perde dados ao desligar) ou não volátil (mantém dados).

Tipos de memória

Classificados por volatilidade: DRAM (volátil), SSD (não volátil), pen-drive (não volátil), SRAM (volátil), fita magnética (não volátil), ROM (não volátil).

Cores em monitores

Um pixel usa 8 bits para vermelho, verde e azul, totalizando 24 bits por pixel.

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Bytes para imagem

Para uma resolução de 1280 x 1024 com 3 bytes, o total é 3.932.160 bytes.

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Paralelismo

Aproveitar operações em paralelo para otimizar desempenho.

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Pipelining

Método que permite a execução eficiente de tarefas em etapas consecutivas.

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Hierarquia de memórias

Modelo que equilibra velocidade, capacidade e custo do acesso a dados.

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Lei de Amdahl

Fórmula para calcular melhoria de desempenho em sistemas com partes limitantes.

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Frequência F

F = I x CPI / T, onde I é o número de instruções.

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Aumento de desempenho

A frequência de relógio deve aumentar em 71,4% para a frequência F.

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Tempo de execução real (tr)

tr = t / p + 4s, onde t é o tempo em um processador.

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SPEC ratio

Especifica o desempenho de uma aplicação em relação ao tempo de referência.

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CPI

CPI = TempoCPU / (Nº de instruções * Tempo do ciclo de relógio).

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Taxa de Compressão

Razão entre o tamanho do ficheiro original e da versão compactada.

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Instruções por Segundo

Quantidade de instruções executadas por um processador em um segundo.

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CPI (Ciclos por Instrução)

Número médio de ciclos necessários para executar uma instrução.

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Desempenho do Processador

Medida de quão rápido um processador pode executar instruções.

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Ciclos de Execução

Total de ciclos gastos por um processador durante a execução.

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Study Notes

Resumo de Sistemas Computacionais

  • A única constante para projetistas de computadores é a mudança rápida, guiada pela Lei de Moore. A lei prevê que os recursos de circuito integrados dobrem a cada 18 a 24 meses.
  • A Lei de Moore, proposta em 1965 por Gordon Moore, descreve o crescimento exponencial na capacidade de circuitos integrados.
  • Projetistas de computadores precisam prever a tecnologia futura para projetar computadores que durarão por vários anos.
  • A Lei de Moore descreve a tendência de duplicação do número de transistores em circuitos integrados a cada dois anos.
  • Existem preocupações sobre se esta tendência se manterá indefinidamente. Ela sugere a existência de limites para esse crescimento.
  • Há diversas classificações de memória e dispositivos de armazenamento, incluindo sua volatilidade, velocidade de acesso e capacidade de escrita.

Memória/Dispositivos de Armazenamento

  • DRAM (Dynamic Random Access Memory): Volátil, leitura e escrita.

  • SSD (Solid State Drive): Não volátil, leitura e escrita.

  • Pen-drive: Não volátil, leitura e escrita.

  • SRAM (Static Random Access Memory): Volátil, leitura e escrita.

  • Fita magnética: Não volátil, leitura e escrita.

  • ROM (Read-Only Memory): Não volátil, apenas leitura.

  • SRAM é mais rápida que ROM e DRAM.

  • Dispositivos como pen-drives e SSDs são mais rápidos que fitas magnéticas, utilizando interfaces diferentes (USB vs. SATA/SCSI)

Desempenho Computacional

  • O desempenho de um processador pode ser medido observando a frequência do relógio e o CPI (ciclos por instrução).
  • Processadores com frequências mais altas e menores valores de CPI tendem a ter melhor desempenho.
  • O desempenho pode ser calculado em instruções por segundo (IPS).

Compressão de Imagens

  • Imagens de alta resolução requerem muitos bytes para armazenamento e transmissão.
  • A compressão de imagens reduz o tamanho do arquivo, permitindo maior economia de espaço e tempo de transmissão.
  • A taxa de compressão descreve a relação entre o tamanho do arquivo original e o seu tamanho comprimido.

Outras Informações

  • Frequência de Relógios, Ciclos por Instrução, Taxa de Compressão, CPUs, e Comparativo entre processadores
  • A taxa de compressão ideal para transmitir um vídeo em 100Mb/s com 24 imagens por segundo é 7,55, assumindo que o vídeo irá durar 1 segundo.
  • Os processadores P1, P2 e P3 exemplificam como frequência e CPI impactam o desempenho no contexto de instruções por segundo.

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