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Questões de Concurso sobre Hierarquia de memória
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Analise as afirmativas a seguir sobre memória cache.
I. A cache L1 é a mais próxima da CPU e a mais rápida, ainda que tenha menor capacidade.
II. A cache L2 possui menor latência que a L1, mas geralmente tem maior capacidade.
III. A cache atua como intermediária entre CPU e memória principal para amortizar a latência da RAM.
IV. O cache L3 geralmente é dividido por núcleo de CPU, sendo inacessível a todos os núcleos.
Está correto o que se afirma apenas em
A
I e II.
B
I e III.
C
II e IV.
D
III e IV.
Em arquitetura de computadores, a hierarquia de memória impacta latência, largura de banda e coerência entre núcleos. Assinale a alternativa que alinha política de escrita em cache, protocolo de coerência e predição de acesso para reduzir tráfego no barramento mantendo consistência observável pelos threads.
A
Adotar write-through com write-allocate em cache exclusivo e prefetch agressivo sem controle, garantindo atualização frequente e latências estáveis em cenários com muita escrita compartilhada.
B
Utilizar write-back com write-around em cache inclusivo e protocolo MSI, priorizando invalidações amplas e prefetch estático, mantendo cópias duplicadas em todos os níveis como estratégia principal.
C
Empregar write-back com write-allocate em cache parcialmente inclusivo e protocolo MESI ou MOESI, combinando invalidação seletiva e prefetch adaptativo guiado por padrões reais de acesso.
D
Definir write-through com write-allocate em cache exclusivo e protocolo directory-based, aplicando prefetch aleatório, distribuindo pedidos de leitura de forma equitativa entre controladores.
E
Configurar write-behind com substituição FIFO em cache inclusivo e protocolo snooping simples, intensificando prefetch por bloco completo em cada falta observada.
Durante a execução de um programa, o sistema precisa acessar diferentes tipos de memória. Considerando a hierarquia de memória de um computador moderno, a sequência correta de busca de dados, quando о processador precisa de uma informação específica, corresponde a
A
Memória RAM → Cache L1→ Cache L2 → Cache L3→ Armazenamento Secundário.
B
Cache L3 → Cache L2 → Cache L1 → Memória RAM → Armazenamento Secundário.
C
ROM → Cache L1→ Cache L2 → Memória RAM → Armazenamento Secundário.
D
Cache L2 → Cache L1 → Cache L3→ Armazenamento Secundário → Memória RAM.
E
Cache L1 → Cache L2 → Cache L3→ Memória RAM → Armazenamento Secundário.
A hierarquia de memória é um conceito fundamental em arquitetura de computadores que organiza diferentes tipos de memória de acordo com velocidade, custo e capacidade. A hierarquia de memória tem como objetivo otimizar o desempenho do sistema, equilibrando a velocidade e o custo do acesso aos dados. Com base nisso, a respeito da hierarquia de memória de algumas memórias de computadores, informe se é verdadeiro (V) ou falso (F) o que se afirma a seguir e assinale a alternativa com a sequência correta.
( ) Os registradores, quando comparados às memórias secundárias, têm custo e velocidade superiores, mas capacidade de armazenamento inferior.
( ) A memória principal, quando comparada à memória cache, tem custo e capacidade de armazenamento inferiores, mas velocidade superior.
( ) As memórias secundárias, especificamente HDD (Hard Disk Drive) e SSD (Solid State Drive), em comparação com a memória cache, têm custo, capacidade de armazenamento e velocidade inferiores.
A
V – F – V.
B
F – F – F.
C
V – V – V.
D
F – V – V.
E
V – F – F.
Em uma arquitetura de computadores moderna, a hierarquia de memória é fundamental para o desempenho do sistema. Considere os seguintes componentes: Cache L1, Cache L2, Memória RAM, Memória Virtual e Registradores. Em relação à hierarquia de memória e à rapidez de acesso, a opção que ordena CORRETAMENTE esses componentes do mais rápido para o mais lento é:
A
Registradores, Cache L2, Cache L1, Memória RAM, Memória Virtual.
B
Cache L1, Cache L2, Registradores, Memória RAM, Memória Virtual.
C
Cache L1, Registradores, Cache L2, Memória RAM, Memória Virtual.
D
Memória Virtual, Memória RAM, Cache L2, Cache L1, Registradores.
E
Registradores, Cache L1, Cache L2, Memória RAM, Memória Virtual.
Durante o projeto de um computador, algumas características das memórias devem ser balanceadas. Sendo as principais características: tempo de acesso, capacidade e custo. Para viabilizar o projeto, maximizando a performance do computador, diversos tipos de memória são utilizados. Algumas memórias são mais rápidas e, portanto, possuem menor capacidade e maior curso, enquanto outras são mais lentas possuindo maior capacidade e menor custo. Marque a alternativa que ordena corretamente diferentes tipos de memória, dá mais rápida para a mais lenta.
A
Memória Principal, Cache, Registradores, Mídia Óptica, Disco Magnético.
B
Disco Magnético, Mídia Óptica, Registradores, Cache, Memória Principal.
C
Cache, Memória Principal, Registradores, Mídia Óptica, Disco Magnético.
D
Registradores, Cache, Memória Principal, Disco Magnético, Mídia Óptica.
A memória somente de leitura ou ROM é um tipo de memória que permite apenas a leitura, ou seja, as suas informações são gravadas pelo fabricante uma única vez e após isso não podem ser alteradas ou apagadas, somente acessadas. Assinale a alternativa que se refere ao tipo de memória que é apagável em bloco por luz UV, sendo apagada e reprogramada fora do circuito:
A
EPROM.
B
FLASH.
C
EEPROM.
D
PROM.
E
MROM.
Em um sistema computacional moderno, a hierarquia de memória é organizada em diferentes níveis, visando otimizar o desempenho e o custo. Considerando essa hierarquia, qual das seguintes afirmações é INCORRETA?
A
A memória cache, localizada mais próxima do processador, é a mais rápida e cara, armazenando dados e instruções frequentemente acessados.
B
A memória principal (RAM) é volátil, ou seja, perde seus dados quando o sistema é desligado, e possui capacidade de armazenamento intermediária.
C
A memória secundária (discos rígidos, SSDs) é a mais lenta e barata, armazenando grandes volumes de dados de forma permanente.
D
Os registradores do processador, localizados dentro da CPU, são os mais rápidos e caros, armazenando dados e instruções em uso imediato.
Dentro da hierarquia de memória de um sistema computacional, cada camada é projetada para oferecer um equilíbrio entre velocidade, capacidade e custo, permitindo que o sistema opere de maneira eficiente e eficaz. A memória cache e a RAM (Memória de Acesso Aleatório) são dois componentes críticos nesta hierarquia, cada um desempenhando papéis complementares no aprimoramento do desempenho do computador. Qual é a principal vantagem da memória cache sobre a RAM?
A
Maior capacidade de armazenamento.
B
Velocidade de acesso mais rápida.
C
Menor custo por bit.
D
Maior durabilidade.
À cerca da arquitetura de computadores, analise:
I) Existe um conjunto de registradores que funcionam como um nível de memória acima da memória principal e da cache dentro desta hierarquia.
Porque:
II) Estes registradores desempenham o papel de minimização das referências à memória, controle da operação do processador e controle da execução de programas.
Analisando as sentenças acima, conclui-se que:
A
apenas a primeira afirmativa está correta.
B
ambas estão corretas e a segunda justifica a primeira.
C
apenas a segunda afirmativa está correta.
D
nenhuma afirmativa está correta.
E
ambas estão corretas, mas a segunda não justifica a primeira.
Os processadores modernos possuem diferentes níveis de memórias caches, sendo categorizadas em caches de nível um, de nível dois e de nível três. Esses três níveis de cache são conhecidos como
A
C1, C2 e C3.
B
M1, M2 e M3.
C
L1, L2 e L3.
D
R1, R2 e R3.
O subsistema de memória é projetado de modo que seus componentes sejam organizados hierarquicamente. A hierarquia das memórias existentes em um computador é classificada por meio da sua capacidade de armazenamento, da sua velocidade e do custo de sua tecnologia de fabricação.
Desse modo, as memórias são classificadas, desde seu alto custo e alta velocidade até sua maior capacidade de armazenamento, na seguinte ordem:
A
memória secundária ou de massa, registrador, memória principal e memória cache
B
memória principal, memória cache, registrador e memória secundária ou de massa
C
memória principal, registrador, memória cache e memória secundária ou de massa
D
registrador, memória secundária ou de massa, memória principal e memória cache
E
registrador, memória cache, memória principal e memória secundária ou de massa
A solução tradicional para armazenar grandes quantidades de dados, segundo Tanenbaum e Austin (2016), é uma hierarquia de memória. Assinale a alternativa em que a hierarquia de memória, da maneira tradicional, está correta e respectivamente distribuída, de cima para baixo, nos cinco níveis da figura abaixo, na qual a capacidade de armazenagem aumenta à medida que se desce na hierarquia.
A
Fita ou disco ótico – Disco magnético ou de estado sólido – Memória principal – Cache – Registradores.
B
Disco magnético ou de estado sólido – Registradores – Cache – Fita ou disco ótico – Memória principal.
C
Registradores – Cache – Memória principal – Disco magnético ou de estado sólido – Fita ou disco ótico.
D
Cache – Disco magnético ou de estado sólido – Memória principal – Registradores – Fita ou disco ótico.
E
Memória principal – Cache – Fita ou disco ótico – Disco magnético ou de estado sólido – Registradores.
A Memory Management Unit (MMU) é o componente responsável por gerenciar os acessos que a CPU envia à memória em decorrência da execução de um programa. Em relação à organização da memória física pela MMU, em um sistema com memória virtual usando paginação, a memória principal é dividida em:
A
linhas
B
blocos
C
quadros
D
segmentos
O computador moderno possui vários dispositivos e recursos de memórias para armazenamento de dados e informação que tradicionalmente podem ser representados em uma hierarquia de memórias, através da figura abaixo. Sobre a hierarquia de memórias, analise as seguintes alternativas, assinalando a alternativa ERRADA.
Figura adaptada de TANENBAUM, A. Organização Estruturada de Computadores. 6ª edição. Pearson, 2013
A
O comprimento da base, em cada nível, ilustra de forma comparativa a capacidade de armazenamento de cada nível, neste caso, podemos afirmar que o nível 5 da figura possui maior capacidade de armazenamento comparado ao nível 1 que possui menor capacidade de armazenamento.
B
À medida que descemos na pirâmide, do pico para a base, o tempo de acesso fica maior, a capacidade de armazenamento aumenta e o número de bits por dólar gasto aumenta.
C
Nesta representação, a memória cache está no nível 1, enquanto a fita e o disco ótico estão no nível 5.
D
Nas numerações de níveis representado na figura, a memória principal deverá estar em um número de nível menor do que o disco magnético, considerando que, apesar da memória principal ter menor capacidade de armazenamento se comparado com o disco magnético que é centenas de vezes mais lento do que a memória principal.
E
Os discos de estado sólido conhecidos como SSD, apesar de ganharem popularidade como uma alternativa de alta velocidade em relação às tecnologias tradicionais de disco magnético, localizam-se no nível 4 da hierarquia de memórias.
Acerca dos tipos de memória, é correto afirmar:
A
Como discos magnéticos possuem a maior capacidade, também possuem o maior custo por TB.
B
Caso a informação desejada não esteja presente no cache, é necessário recorrer aos registradores.
C
Desde que possuam um barramento de conexão rápido, os registradores podem ou não ficar próximos à CPU.
D
Caso a informação desejada esteja presente no cache, a requisição é atendida, e nenhuma requisição à memória principal é necessária.
E
Muitos computadores dão suporte a uma técnica conhecida como memória virtual, por meio da qual é possível executar programas maiores que o disponível na memória cache, utilizando-se da memória principal.
Um componente essencial dos computadores é a memória. Sabemos que a memória é organizada de maneira hierárquica e com diferentes características. Com base nisso, assinale a alternativa INCORRETA:
A
Enquanto a memória RAM dinâmica, ou simplesmente DRAM, é implementada com arranjos de pequenos capacitores capazes de serem carregados ou descarregados, a memória RAM estática utiliza circuitos lógicos de flip-flops ou latches.
B
Tanto a memória RAM dinâmica quanto a memória RAM estática são voláteis, ou seja, na ausência de energia elétrica, as informações são perdidas. Em contraste, a memória ROM é capaz de armazenar dados permanentemente.
C
A memória RAM estática é, em geral, mais rápida do que a memória RAM dinâmica, mas precisa de uma lógica de refrescamento embutida na própria pastilha, proporcionando uma facilidade de interfaceamento a um custo mais elevado por bit armazenado.
D
As células de armazenamento da memória RAM dinâmica possuem uma composição mais simples quando comparadas com as células da memória RAM estática. Assim, apesar de ser mais lenta, a memória RAM dinâmica tende a ser mais vantajosa quando a capacidade de memória requerida é maior.
E
Apesar de o conceito da memória ROM ser utilizado para armazenamento permanente, a memória EEPROM é um tipo de memória que permite que seus dados sejam regravados a nível de bytes. No entanto, esse tipo de memória não consegue competir com a memória DRAM, pois perde tanto em capacidade de armazenamento quanto no desempenho.
Dentro do contexto de organização e hierarquia de memórias em sistemas computacionais, é correto afirmar que
A
o nível de cache mais alto é chamado de L1 (Level 1) e apresenta como característica principal a baixa capacidade de armazenamento, porém com altíssima velocidade de acesso.
B
a localidade temporal é a tendência de que, após a referência a uma posição de memória, tal posição seja novamente referenciada, em um intervalo predeterminado de ciclos de clock do processador.
C
a memória virtual por mapeamento é a técnica de gerência de memória em que o espaço de endereçamento virtual e o espaço de endereçamento real são divididos em blocos de mesmo tamanho, chamados páginas. As páginas no espaço virtual são denominadas páginas virtuais; enquanto as páginas no espaço real são chamadas de páginas reais ou frames.
D
para evitar o problema do gargalo do barramento único, a memória principal pode ser dividida em módulos para permitir múltiplos acessos simultâneos, eliminando qualquer necessidade e possibilidade de ser compartilhada entre as várias unidades funcionais.
TANENBAUM (2016) define a hierarquia de memória em cinco níveis. Qual dessas alternativas abaixo é a correta?
A
Registradores, Cache, Memória Principal, Disco Magnético e Teclado.
B
Processadores, Cache, Memória Principal, Disco Magnético e Disco Ótico.
C
Disco Ótico, Cache, Memória Principal e Disco Magnético.
D
Registradores, Cache, Memória Principal, Disco Magnético e Disco Ótico.
A solução tradicional para armazenar grande volume de dados é observar a hierarquia das tecnologias de memória computacional. À medida que descemos na hierarquia, alguns parâmetros modificam-se.
Nesse contexto, os parâmetros modificados são:
A
o tempo de acesso fica maior e a capacidade de armazenagem diminui;
B
a capacidade de armazenagem aumenta e o tempo de acesso fica menor;
C
o número de bits por dólar gasto aumenta e a capacidade de armazenagem diminui;
D
a capacidade de armazenagem aumenta e o tempo de acesso fica maior;
E
o número de bits por dólar gasto diminui e a capacidade de armazenagem aumenta.
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