Exercícios: Aula 03 - CPU: Estrutura e Funcionamento

1 - 1. O Triângulo de Ouro: ALU, CU e Registradores (Básico 1)

Contexto:

A arquitetura interna da CPU possui 3 órgãos vitais:

Pergunta: Descreva o conceito fundamental de 1. O Triângulo de Ouro: ALU, CU e Registradores e liste duas vantagens de seu uso.

2 - 2. O Ciclo de Instrução (Fetch-Decode-Execute) (Básico 2)

Contexto:

Cada operação ou linha de código C/C++ que você escreve é processada na cadência do Clock pelo ciclo clássico:

Pergunta: Descreva o conceito fundamental de 2. O Ciclo de Instrução (Fetch-Decode-Execute) e liste duas vantagens de seu uso.

3 - 3. Pipeline e Previsão de Desvio (Branch Prediction) (Intermediário 1)

Contexto:

Seu processador não faz essas 4 etapas de forma burra (uma por vez). Ele usa Pipelining: Enquanto a Instrução A está em Execute, a Instrução B já está em Decode e a Instrução C está em Fetch!

Pergunta: Analisando o funcionamento de 3. Pipeline e Previsão de Desvio (Branch Prediction), como essa métrica interage em um ambiente prático de compilação ou execução de código C/C++ a nível de sistema operacional?

4 - Resumo Prático (Intermediário 2)

Contexto:

Registradores são seus maiores amigos de performance. Códigos C++ que permitem ao compilador prender cálculos pesados 100% dentro dos Registradores rodam em Nanossegundos, contra Milissegundos lendo sempre pela RAM.

Pergunta: Analisando o funcionamento de Resumo Prático, como essa métrica interage em um ambiente prático de compilação ou execução de código C/C++ a nível de sistema operacional?

5 - 1. O Triângulo de Ouro: ALU, CU e Registradores (Desafio)

Contexto:

A arquitetura interna da CPU possui 3 órgãos vitais:

Pergunta (Desafio): Elabore um cenário de arquitetura onde o uso incorreto ou a falta de entendimento de 1. O Triângulo de Ouro: ALU, CU e Registradores cause um problema grave de performance ou vazamento de memória. Como você mitigaria estruturalmente esse gargalo?