Questão de Arquitetura de Computadores — Pipeline — UFSM 2024

Arquitetura de Computadores: Pipeline, Cache, RISC, CISC

Gabarito: alternativa A (V – V – F – F). A primeira e a segunda afirmativas estão corretas; a terceira e a quarta são falsas, conforme os conceitos fundamentais de pipeline, memória cache e das arquiteturas RISC e CISC. A banca testa a compreensão desses tópicos, frequentemente confundindo RISC com CISC e o exemplo do processador MIPS.

1ª afirmativa — ✅ Verdadeira

O conceito de pipeline de instrução em arquitetura de computadores refere-se à capacidade de processar múltiplas instruções simultaneamente, aumentando assim a taxa de transferência de instruções.

O pipeline divide a execução de uma instrução em estágios (busca, decodificação, execução, etc.) e permite que diferentes estágios de instruções distintas sejam processados ao mesmo tempo. Conforme descrito no material de apoio, a ideia é análoga a uma linha de produção em série, executando várias instruções ao mesmo tempo, cada uma utilizando uma parte diferente do processador. Isso realmente aumenta a taxa de transferência (throughput), embora não reduza a latência de uma única instrução. Portanto, a afirmativa é verdadeira.

2ª afirmativa — ✅ Verdadeira

A memória cache é uma memória de alta velocidade usada para armazenar temporariamente dados frequentemente acessados pela CPU, reduzindo, assim, o tempo de acesso à memória principal.

A memória cache é uma memória pequena e rápida, localizada próxima à CPU, que armazena cópias de dados e instruções usados com frequência da memória principal (RAM). Ao acessar um dado, a CPU primeiro verifica a cache; se estiver presente (cache hit), evita o acesso mais lento à RAM, reduzindo o tempo médio de acesso. Esse conceito é fundamental na hierarquia de memória. A afirmativa está correta.

3ª afirmativa — ❌ Falsa

A arquitetura RISC (Reduced Instruction Set Computing) prioriza a complexidade das instruções sobre a velocidade de execução, resultando em processadores mais lentos, mas mais eficientes.

Na verdade, a arquitetura RISC prioriza a simplicidade das instruções e a velocidade de execução. O conjunto de instruções é reduzido, com instruções de tamanho fixo e execução rápida (muitas vezes uma instrução por ciclo de clock). O uso intenso de pipelining é uma característica marcante. O contrário é a arquitetura CISC (Complex Instruction Set Computing), que possui instruções complexas e variáveis, podendo ser mais lenta por instrução, mas com programas mais compactos. A afirmativa inverte os conceitos, portanto é falsa.

4ª afirmativa — ❌ Falsa

MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) é um exemplo de arquitetura CISC (Complex Instruction Set Computing).

MIPS é um processador RISC (Reduced Instruction Set Computer). O próprio nome MIPS significa "Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages", e foi um dos primeiros projetos RISC comerciais, desenvolvido na Universidade de Stanford. Possui conjunto reduzido de instruções, comprimento fixo e pipeline eficiente. Exemplos de CISC são os processadores Intel x86 e o IBM System/360. A afirmativa é falsa.

Conclusão

As afirmativas verdadeiras são a 1ª e a 2ª; as falsas são a 3ª e a 4ª. A sequência correta é V – V – F – F, correspondente à alternativa A.

Gabarito: letra A