Arquitetura de computadores

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ARQUITETURA E
ORGANIZAÇÃO
DE
COMPUTADORES

Professor:
Alunos:

6.1 Em relação a vantagem e desvantagem da E/ S mapeada na memória
com relação à E/S independente. Enumere duas vantagens e duas desvantagens.

Vantagens:
1. Não há necessidade de mais linhas de controle no barramento para distinguir comandos de memória de comandos de entrada e saída.
2. O endereçamento é maisflexível. Registradores podem ser utilizados para dados ou módulos de entrada e saída, também, diversos modos de endereçamento de instrução podem ser usados.
Desvantagens:
1. Memória mapeada de entrada e saída utiliza instruções de referencia de memória, que, em algumas máquinas, são maiores que instruções de entrada e saída, fazendo com que o programa se torne maior.
2. O endereçamentológico do hardware dos módulos de entrada e saída é mais complexo, por causa do tamanho do endereçamento dos periféricos.

6.2 Em quase todos os sistemas que incluem módulos de DMA, o acesso do módulo de
DMA à memória principal tem prioridade mais alta do que o acesso da Cpu. Por quê?

Se o processador da CPU tem um ciclo “roubado” ao tentar ler ou escrever na memória, normalmente nenhumdano ocorre, exceto um pequeno atraso de tempo. Entretanto, numa transferência via DMA, que está transferindo dados de ou para algum periférico, uma parada “longa” de transferência (negação de continuidade de acesso a memória principal) pode gerar perda ou corrupção dos dados.

6.3 Considere o sistema de disco descrito no Exercício 5.6 e suponha que o disco gira a 360
rpm. Um processador lê umsetor do disco usando E/S dirigida por interrupção, com
uma interrupção por byte transferido. Se o processador gasta 2,5 Ils para processar cada
interrupção, qual a porcentagem do tempo do processador despendida no tratamento
de EI S (desconsidere o tempo de busca no disco)?

Se temos o disco girando a 360 rpm, então um byte é lido do disco em:
T = tempo de transferência
b = número debytes transferidos
N = número de bytes da trilha
r = velocidade de rotaçãp (rpm)
T = b/(r*N) = 1 / (360 rpm * 512 bytes/ setor * 96 setores/trilha)
T = 3,4 s
Se uma interrupção ocorre a cada byte, então o sistema operacional irá processar a interrupção (2,5 s), a seguir realizar alguma outra tarefa, depois, processar outra interrupção, etc... O tempo entre as interrupções é igual ao temponecessário para ler 1 byte. Em outras palavras, o disco irá ler 1 byte, então interromper o sistema operacional, depois, lerá outro byte. O sistema operacional apenas poderá realizar algum outro trabalho se tiver tempo suficiente para processar uma interrupção antes que outra ocorra. Neste caso, o processador irá despender 2,5 s / 3,4 s / byte ou 74% de seu tempo no tratamento de E/S.

6.4 Repita oExercício 6.3 usando DMA e supondo uma interrupção a cada setor transferido.

Com DMA, existe apenas uma interrupção por cada setor inteiro. Isto leva 3,4 s/byte * 512 bytes/setor = 1,741 s para ler o setor. Desta forma, o processador somente gasta 2,5 s / 1741 s = 0,14% do tempo de tratamento de E/S.
Nota:
Não está sendo levado em consideração o tempo de atrasorotacional, na resposta acima. Caso este tempo seja incluído, então o tempo para ler um byte será aumentado na forma:
T = b / (r*N) + 1/(2*r) = 8,3 ms
Isto significa que o tempo que o processador utiliza para processar uma interrupção é bem pequeno (aproximadamente 0,003% em ambos os casos).

6.5 Um módulo de DMA transfere caracteres para a memória usando a técnica de roubo deciclo, a partir de um dispositivo que transfere dados à taxa de 9600 bps. O processador
busca instruções a uma taxa de 1 milhão de instruções por segundo (1 MIPS). Qual é a
diminuição na velocidade do processador em virtude da atividade do módulo de DMA?

O processador acessa a memória principal a cada uma vez a cada 1 micro segundo (1 MIPS).
O módulo de DMA transfere dados à taxa de 9600...
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