Arquitetura de Computadores · FCC · 2017 | Questão sqc-fc036812

Arquitetura de ComputadoresProcessamento Paralelo

Código: fc036812
Banca: FCC
Órgão: DPE-RS
Ano: 2017
Nível: Superior

Cargo: Analista - Segurança da Informação

Há índices que indicam o desempenho de diferentes aspectos de um programa paralelo como: 1. desempenho da aplicação, que envolve os índices Speed Up − SU (fator de aceleração) e eficiência; e 2. desempenho da rede de interconexão, que envolve os índices latência e vazão. O índice

ASpeed-Up indica quantas vezes o programa paralelo ficou mais rápido que a versão sequencial. É calculado pela razão entre o melhor tempo sequencial e o tempo da versão paralela. Se SU > 0 a versão paralela reduziu o tempo de execução (ficou mais lenta que a sequencial) e se SU < 0 a versão paralela aumentou o tempo de execução (ficou mais rápida que a sequencial).
BSpeed-Up indica em quantas subtarefas uma tarefa é dividida para, cada uma, ser executada por um dos estágios, de forma a ter na saída do pipeline a tarefa completa executada. Os estágios são separados por registradores cuja função é armazenar o resultado do estágio anterior para execução no próximo estágio. Dessa forma, é criado um delimitador temporal que será empregado para sincronizar os estágios.
CEficiência indica como foi a taxa de utilização média das unidades ativas usadas, já que toda aplicação tem um número de unidades ativas ideal para a obtenção do melhor desempenho (sweetspot). O ideal seria que cada unidade tivesse ficado 100% do tempo ativa, mas normalmente ficam parte de seu tempo esperando por resultados de vizinhos, o que reduz sua taxa de utilização.
DVazão indica o tempo necessário para enviar uma mensagem através da rede de interconexão, por exemplo, 4 microssegundos (4 μs). Inclui o tempo de empacotamento e desempacotamento dos dados além do tempo de envio propriamente dito.
ELatência indica a capacidade da rede de transferir dados entre dois pontos, como 10 MBytes/segundo (10 MB/s). É afetada pela largura do canal de comunicação (expressa normalmente em bits) e pela frequência da transmissão dos dados (expressa em MHz).

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GabaritoC — Eficiência indica como foi a taxa de utilização média das unidades ativas usadas, já que toda aplicação tem um número de unidades ativas ideal para a obtenção do melhor desempenho (sweetspot). O ideal seria que cada unidade tivesse ficado 100% do tempo ativa, mas normalmente ficam parte de seu tempo esperando por resultados de vizinhos, o que reduz sua taxa de utilização.

Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.

Índices de desempenho em programação paralela

Gabarito: letra C. A alternativa C descreve corretamente o conceito de Eficiência em sistemas paralelos: taxa de utilização média das unidades de processamento, considerando que há um número ideal de unidades (sweet spot) e que o ideal seria 100% de utilização, mas na prática há ociosidade por espera de resultados de vizinhos. As demais alternativas apresentam definições incorretas de Speed Up, Vazão e Latência.

A banca testa o conhecimento dos índices básicos de desempenho paralelo: Speed Up, Eficiência (relacionados à aplicação), Latência e Vazão (relacionados à rede de interconexão). A principal armadilha é a inversão dos conceitos de Latência e Vazão, além do erro no sinal do Speed Up.

Índice	Conceito Correto	Relação com o Sistema	Exemplo/Unidade
Speed Up (SU)	Razão entre o melhor tempo sequencial e o tempo paralelo. Se SU > 1, o paralelo é mais rápido; se 0 < SU < 1, é mais lento.	Desempenho da aplicação	Adimensional (fator de aceleração)
Eficiência	Taxa de utilização média das unidades ativas; ideal seria 100%, mas há ociosidade por espera de resultados.	Desempenho da aplicação	Eficiência = SU / Nº de processadores
Latência	Tempo necessário para enviar uma mensagem (inclui empacotamento, envio e desempacotamento).	Desempenho da rede de interconexão	Ex.: 4 μs
Vazão	Capacidade de transferência de dados entre dois pontos (taxa de transferência).	Desempenho da rede de interconexão	Ex.: 10 MB/s

Aplicação

Rede de interconexão

Taxa/capacidade

Speed Up (SU = Tseq / Tpar)

Latência (tempo de envio)

Razão/tempo

Eficiência (SU / Nº processadores)

Vazão (throughput, ex.: MB/s)

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Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que Speed Up (SU) > 0 indica que a versão paralela ficou mais lenta que a sequencial, e SU < 0 indica que ficou mais rápida. Isso está errado. O Speed Up é calculado como razão entre o melhor tempo sequencial e o tempo paralelo, sendo um valor positivo. Se SU > 1, o paralelo é mais rápido; se 0 < SU < 1, o paralelo é mais lento. Não há SU negativo.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Descreve o funcionamento de um pipeline, dividindo a tarefa em subtarefas executadas em estágios, registradores e sincronização. Isso não é definição de Speed Up, mas sim de processamento pipeline, um conceito diferente de arquitetura de processadores.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A definição de Eficiência está correta: mede a taxa de utilização média das unidades ativas. Em computação paralela, eficiência = Speed Up / Número de processadores. O ponto ótimo (sweet spot) é onde o ganho de desempenho ainda justifica o acréscimo de unidades, com eficiência razoável.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Define Vazão como o tempo necessário para enviar uma mensagem (exemplo: 4 μs). Na verdade, Vazão (throughput) é a taxa de transferência de dados, expressa em unidades como MB/s. O tempo de envio é a Latência, não a Vazão. A alternativa troca os conceitos.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Define Latência como capacidade de transferência (exemplo: 10 MB/s). Na realidade, Latência é o tempo de atraso na comunicação, medido em unidades de tempo (μs, ms). A capacidade de transferência é a Vazão. Também troca os conceitos.

NÃO CAIA NESSA!

A banca inverte as definições de Latência e Vazão (alternativas D e E). Lembre-se: Latência é tempo (ex.: 4 μs); Vazão é taxa (ex.: 10 MB/s). Outra armadilha é o erro no sinal do Speed Up na alternativa A, que foge completamente da definição correta (SU > 1 = mais rápido).

Gabarito: letra C.

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