Lista 1 Arq Comp II pdf

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Arquitetura de Computadores II 
Prof: Javier Entrega: 08/03/2018. RA:_________.Aluno:_____________________________________ 
PARTE 1 
Lista 1 de Exercícios 
1) Os primeiros exemplos de projeto CISC e RISC são o VAX 11/780 e o IBM RS/6000, respectivamente. 
Usando um programa de benchmark típico, o resultado são as seguintes características de máquina: 
Processador Frequência de Clock Desempenho Tempo de CPU 
VAX 11/780 5 MHz 1 MIPS 12 x segundos 
IBM RS/6000 25 MHz 18 MIPS x segundos 
A coluna final mostra que o VAX exigia 12 vezes mais tempo que o IBM, medido em tempo de CPU. 
a) Qual é o tamanho relativo da quantidade de instruções do código de máquina para esse programa 
de benchmark rodando nas duas máquinas? 
b) Quais são os valores de CPI para as duas máquinas? 
2) A tabela a seguir, baseada em dados relatados na literatura (Heath,1984), mostra os tempos de execução, 
em segundo, para cinco programas diferentes de benchmark em três máquinas. 
Benchmark 
Processador 
R M Z 
E 417 244 134 
F 83 70 70 
H 66 153 135 
I 39449 35527 66000 
K 772 368 369 
a) Calcule a métrica de velocidade para cada processador para cada benchmark, normalizada para a 
máquina R. Ou seja, os valores de razão para R são todos iguais a 1,0. Outras razões são calculadas 
por médio da equação ri = Trefi/Tsuti que relaciona o tempo de execução do sistema de referência 
com o tempo de execução do sistema em teste para o benchmark i. No caso R é tratado como o 
sistema de referência. Depois calcule o valor da média aritmética para cada sistema. 
b) Repita o item a) usando M como referência. 
c) Qual máquina é mais lenta, com base em cada um dos dois cálculos anteriores? 
d) Repita os cálculos das partes a) e b) usando a média geométrica. Qual máquina é mais lenta baseada 
nos dois cálculos? 
3) Avalie os dados da tabela abaixo, e note que os cálculos são similares ao exercício anterior. Considere 
as definições dadas no item a) do exercício anterior. 
Benchmark 
 Processador 
X Y Z 
1 20 10 40 
2 40 80 20 
a) calcule o valor da média aritmética para cada sistema usando X como a máquina de referência e 
depois usando Y como a máquina de referência. Demonstre que, intuitivamente, as três máquinas 
têm um desempenho relativamente equivalente e que a medida aritmética gera resultados 
enganosos. 
b) Calcule o valor da média geométrica para cada sistema usando X como a máquina de referência e 
depois usando Y como a máquina de referência. Demonstre que os resultados são mais realistas do 
que com a média aritmética. 
4) Considere a tabela abaixo para o calcula da média de CPI e MIPS. Prova-se que nesse caso a CPI = 2,24 
e a taxa MIPS = 178. 
Tipo de instrução CPI Número de Instruções (%() 
Aritmética de inteiros 1 60% 
Load /Store com acerto 
de cache 
2 18% 
Desvio 4 12% 
Referência a memória 
com falha de cache 
8 10% 
Agora, suponha que o programa possa ser executado em oito tarefas paralelas ou threads com 
aproximadamente o mesmo número de instruções executadas em cada tarefa. A execução é em um 
sistema de 8 processadores, com cada processador (core) 
 Tendo o mesmo desempenho do único processador usado originalmente. A coordenação e sincronização 
entre as partes acrescentam mais 25.000 execuções de instrução a cada tarefa. Considere a mesma mistura 
de instruções da tabela acima para cada tarefa, mas aumente o CPI para referência á memória com cada 
perda de cache para 12 ciclos, devido à disputa pela memória. 
a) Determine o CPI médio 
b) Determine a taxa MIPS correspondente 
c) Calcule o fator de speedup 
d) Compare o fator de speedup real com o fator de speedup teórico determinado pela lei de Amdhal. 
5) Considere um microprocessador de 32 bits com instruções de 32 bits, compostas de dois campos: o 
primeiro byte contém o opcode e o restante, o operando imediato ou o endereço de um operando. 
a) Qual é a capacidade de memória máxima endereçável diretamente (em bytes)? 
b) Discuta o impacto sobre a velocidade do sistema se o barramento do microprocessador tiver: 
1. Um barramento de endereço local de 32 bits e um barramento de dados local de 16 bits, ou 
2. Um barramento de endereço local de 16 bits e um barramento de dados local de 16 bits. 
c) Quantos bits são necessários para o contador de programa e o registrador de instrução? 
 
PARTE 2 
Pesquisa 
Faça uma pesquisa sobre Técnicas para Avaliação de Desempenho em computadores de 
mesma arquitetura para .SPEC (System Performance Evaluation Cooperative ou Standard ). A pesquisa 
envolve: 
a) A definição de Benchmark para avaliação de desempenho e como é constituído. 
b) A identificação de diferentes pacotes de Benchmark Padronizados citando suas características e o 
que avaliam 
c) A escolha de um dos pacotes para detalhamento de sua pesquisa. 
 
 
Obs: A Parte 2 deve ser descrita em páginas separadas, anexas à lista de exercícios, contemplando os itens 
a), b) e c) acima.