Questões Sobre Processador (CPU) e Arquitetura de Computador - Informática - concurso

A alternativa correta é letra B) Errado

Um usuário utiliza, em seu local de trabalho, um computador PC com processador Pentium 4 de 3 GHz de clock. A sua capacidade de memória RAM é igual a 128 MB e a de disco rígido é igual a 40 GB.

No que se refere ao computador descrito acima, julgue o item seguinte.

As informações apresentadas permitem concluir que o computador tem capacidade para realizar 3 bilhões de operações em ponto flutuante por segundo.

Por definição, um valor de ponto flutuante contém um ponto de fração decimal. 

Clock

Qualquer dispositivo eletrônico precisa de um ritmo para poder funcionar. O clock de uma CPU é um ritmo, ou seja, uma sequência compassada de pulsos que determinarão a execução de etapas. Estes pulsos são gerados por um cristal dentro da CPU: cada pulso corresponde a um ciclo, e a CPU usa estes ciclos para efetuar as etapas que executarão uma instrução e sincronizar o funcionamento dos dispositivos do computador. A cada pulso do clock a CPU executa uma instrução; então, para avaliar o desempenho de uma CPU, contamos quantos pulsos o clock é capaz de gerar em um segundo. Quanto amis pulsos o clock for capaz de gerar em um segundo, mais instruções serão executadas neste segundo, e assim a CPU trabalhará mais rapidamente. Quando contamos quantas vezes um fenômeno ocorre em um espaço de tempo, estamos avaliando a frequência.

A frequência do clock é medida em Hertz (Hz); 1 Hz equivale a ciclo do clock, e neste ciclo, é a CPU executa uma instrução. Com o desenvolvimento da tecnologia dos processadores, para melhorar o desempenho do processador, a frequência era cada vez mais alta, e os números que expressavam a frequência dos clocks aumentaram rapidamente; já que trabalhar com números grandes é até certo ponto complicado, passamos a utilizar radicais para representar frequências altas e trabalhar com números menores.

Assim, temos:

1 MHz  = 1.000.000 de ciclos/seg
1 GHz  = 1.000.000.000 de ciclos/seg

Um processador de 3 GHz é capaz, portanto, de gerar 3.000.000.000 de ciclos por segundo. Como as operações de ponto flutuante requerem vários ciclos para cada operação, concluímos que tal processador não seria capaz de executar 3 bilhões de operações deste tipo por segundo, ou seja, seria necessário utilizar uma quantidade bem maior de tempo. 

Assim sendo, O ITEM ESTÁ ERRADO.

A alternativa correta é letra C) UC, ULA, Registradores e Interconexão da CPU.

CPU (Central Processing Unity - Unidade Central de Processamento) é um chip, que tem a finalidade de interpretar e executar as instruções dos programas e por esta razão é o dispositivo eletrônico mais importante de um computador. Atualmente, CPU é processador são sinônimos. No encapsulamento de um processador há diversos componentes:

• Núcleo de execução: é o dispositivo que executa as instruções dos programas; em inglês, núcleo é a palavra “core”;
   
• Registradores: são unidades muito pequenas de memória, extremamente rápidas. Existem milhares de registradores no chip da CPU;
   
• Unidade de controle: é o dispositivo responsável por gerenciar a CPU, dando as ordens necessárias para o correto funcionamento do processador. Decodifica e executa as instruções dos programas. Podemos atribuir a este componente a responsabilidade de "gerenciar toda entrada e saída de dados na CPU", bem como "definir a ordem e o tempo das instruções". 
   
• Unidade de lógica e aritmética: é o dispositivo responsável pelos cálculos: operações lógicas e aritméticas realizadas pela CPU.

Há ainda um mecanismo de Interconexão da CPU, que oferece comunicação entre UC, ULA e Registradores.

Os demais termos relevantes têm as seguintes características:

• OLE: uma das principais características dos aplicativos de escritório é a tecnologia OLE: (Objects Linking and Embedding): através do uso desta tecnologia, o Windows permite ao usuário copiar e mover itens em arquivos editados por aplicativos de escritório. Além disso, as cópias podem ser vinculadas aos arquivos originais. Isso significa que, ao criar uma cópia vinculada, ela será automaticamente atualizada, quando o original sofrer qualquer tipo de alteração.
   
• RAM: (Random Access Memory) armazena os programas e dados que o usuário precisa utilizar, e o acesso à RAM é aleatório. Outra característica da RAM é que ela é volátil: só armazena dados enquanto o computador permanecer ligado, ou, em outras palavras, enquanto houver energia na RAM; ao interromper o fornecimento de energia para a RAM todos os seus dados serão perdidos, ou seja, apagados. 
   
• HD: HDD (Hard Disk Drive) mais conhecido pela sigla HD, é um dispositivo eletromecânico (ou seja, funciona através de motores) que através de vários discos rígidos superpostos, permite armazenar uma enorme quantidade de dados (ou seja, dados "em massa"), é o mais usado como memória auxiliar atualmente, justamente pelo fato de ser um dispositivo não volátil, ou seja, tem a capacidade de manter os dados mesmo que o computador seja desligado.
   
• E/S: dispositivos de E/S (entrada e saída) são periféricos que permitem o envio de dados à CPU (entrada) e o envio de dados pela CPU (saída) para o usuário ou para armazenamento.
   
• ROM: (Read Only Memory) quer dizer “Memória Apenas de Leitura”. Esta memória, como o próprio nome já nos diz, só permite a leitura de informações, e armazena programas que são indispensáveis para o correto funcionamento do computador. 
   
• Sistema Operacional: pode ser definido como um conjunto de arquivos (dados e programas) que prepara o ambiente para que o usuário possa utilizar qualquer programa no computador. Efetivamente, ele torna o computador “operacional”, pois assume o controle integral da máquina quando é carregado, gerenciando os dispositivos mais importantes do computador, como a CPU, unidades de entrada e saída e as memórias.

Assim sendo, A RESPOSTA É A LETRA C.

ESTA QUESTÃO FOI ANULADA, NÃO POSSUI ALTERNATIVA CORRETA

A questão foi anulada, pois existem duas alternativas incorretas:

ALTERNATIVA "B": está errado ao dizer que o processador pode ser dividido em 3 partes funcionais, entre elas a unidade de entrada e saída (ou unidade de I/O). O correto é:

• unidade de controle (UC);
• unidade lógica e aritmética (ou ULA); e
• Registradores

ALTERNATIVA "D": Ela falha ao citar que a memória cache emprega chips de menor velocidade, pois é justamente o contrário: a mémória cache é muito mais rápida que as memórias comuns.

Obs.: A questão está desatualizada pois a sigla MIPS (Milhões de Instruções Por Segundo) é uma medida obsoleta hoje em dia, mas à época da realização desta prova (1996) era muito utilizada, por isso a questão fala em "frequente" na letra "A".

A alternativa correta é letra E) A nomenclatura PIII 500@600 significa que um Pentium III de 500 MHz pode funcionar na freqüência de clock  de 600 MHz. Para isso, é necessário configurar o computador para que a sua freqüência de clock  seja superior àquela para a qual ele foi projetado.

Os anúncios de equipamentos de informática publicados em jornais e revistas contêm diversas informações relativas às características dos computadores, assim como de componentes periféricos e de aplicativos que podem melhorar a velocidade dos mesmos. Acerca da velocidade dos computadores e da sua influência nos diversos tipos de trabalho que podem ser realizados, assinale a opção correta.
a) Ao se dobrar a freqüência de clock  do computador, por exemplo, de 450 MHz para 900 MHz, todos os aplicativos que serão executados apresentarão um ganho de velocidade de execução de 100%.
b) Devido à total compatibilidade, é possível fazer upgrade  de um Pentium III para um AMD-K7, bastando que os soquetes da placa interna sejam substituídos pelo padrão conveniente.
c) Não é possível identificar qual é o tipo nem a velocidade do processador instalado em um computador. A única maneira de se obter essa informação é solicitá-la ao fabricante, informando-lhe o número de série gravado no processador.
d) Os modelos Pentium III de 600 MHz e Celeron de 600 MHz têm sempre velocidade e desempenho idênticos, apesar de serem fabricados por empresas diferentes.
e) A nomenclatura PIII 500@600 significa que um Pentium III de 500 MHz pode funcionar na freqüência de clock  de 600 MHz. Para isso, é necessário configurar o computador para que a sua freqüência de clock  seja superior àquela para a qual ele foi projetado.

Clock: qualquer dispositivo eletrônico precisa de um ritmo para poder funcionar. O clock de uma CPU é um ritmo, ou seja, uma sequência compassada de pulsos que determinarão a execução de etapas. Estes pulsos são gerados por um cristal dentro da CPU: cada pulso corresponde a um ciclo, e a CPU usa estes ciclos para efetuar as etapas que executarão uma instrução e sincronizar o funcionamento dos dispositivos do computador. A cada pulso do clock a CPU executa uma instrução; então, para avaliar o desempenho de uma CPU, contamos quantos pulsos o clock é capaz de gerar em um segundo. Quanto amis pulsos o clock for capaz de gerar em um segundo, mais instruções serão executadas neste segundo, e assim a CPU trabalhará mais rapidamente. Quando contamos quantas vezes um fenômeno ocorre em um espaço de tempo, estamos avaliando a frequência.

A frequência do clock é medida em Hertz (Hz); 1 Hz equivale a ciclo do clock, e neste ciclo, é a CPU executa uma instrução. Com o desenvolvimento da tecnologia dos processadores, para melhorar o desempenho do processador, a frequência era cada vez mais alta, e os números que expressavam a frequência dos clocks aumentaram rapidamente; já que trabalhar com números grandes é até certo ponto complicado, passamos a utilizar radicais para representar frequências altas e trabalhar com números menores.

Assim, temos:

1 MHz  = 1.000.000 de ciclos/seg
1 GHz  = 1.000.000.000 de ciclos/seg

Processadores multinucleares têm a vantagem de exigir um frequência relativamente baixa de clock, e ainda assim permitir um alto desempenho. 

Analisando as alternativas, temos que:

A – Ao se dobrar a freqüência de clock  do computador, por exemplo, de 450 MHz para 900 MHz, todos os aplicativos que serão executados apresentarão um ganho de velocidade de execução de 100%.

Errada: a frequência do clock é um dos principais fatores, mas não é o único fator que influencia na velocidade de execução dos programas. A quantidade de memória RAM, por exemplo, também é de grande importância para o desempenho de um computador, assim como a velocidade de leitura de dados em dispositivos de memória auxiliar. Desta forma não é possível afirmar, categoricamente, que dobrar a frequência do clock resulta em obter o dobro de velocidade em todos os aplicativos executados. 

B – Devido à total compatibilidade, é possível fazer upgrade  de um Pentium III para um AMD-K7, bastando que os soquetes da placa interna sejam substituídos pelo padrão conveniente.

Errada: soquetes para processadores da Intel e da AMD são completamente diferentes, e não podem ser substituídos, ou seja, quando se adquire uma placa-mãe, já se deve saber qual tipo de processador será instalado, pois os processadores são compatíveis com-placas mãe específicas, de acordo com o soquete. 

C – Não é possível identificar qual é o tipo nem a velocidade do processador instalado em um computador. A única maneira de se obter essa informação é solicitá-la ao fabricante, informando-lhe o número de série gravado no processador.

Errada: o sistema operacional permite obter tais informações de maneira bem simples na janela Informações do Sistema, como vemos na figura a seguir:

D – Os modelos Pentium III de 600 MHz e Celeron de 600 MHz têm sempre velocidade e desempenho idênticos, apesar de serem fabricados por empresas diferentes.

Errada: não é apenas a frequência do clock que determina o desempenho de um processador: a quantidade de núcleos é determinante, pois quantos mais núcleos o processador tiver, melhor será o seu desempenho. Assim sendo, caso dois processadores tenham a mesma frequência de clock, mas quantidade de núcleos diferente, aquele que tiver a maior quantidade de núcleos terá um melhor desempenho. A quantidade de memória cache do processador também influencia no seu desempenho, ou seja, quanto mais memória cache o processador tiver, melhor será o seu desempenho. 

E – A nomenclatura PIII 500@600 significa que um Pentium III de 500 MHz pode funcionar na freqüência de clock  de 600 MHz. Para isso, é necessário configurar o computador para que a sua freqüência de clock  seja superior àquela para a qual ele foi projetado.

Certa: de fato, a nomenclatura indica que o processador foi projetado para trabalhar com 500 MHz, mas pode chegar a 600 MHz com overclock, que é uma técnica que permite alterar a frequência do processador, justamente para que ele funcione em uma velocidade superior. 

Assim sendo, A RESPOSTA É A LETRA E.