Arquitetura e Organização de Computadores - Conceitos Básicos

Conceitos básicos

Clock

É um cristal de quartzo que vibra milhões de vezes por segundo quando recebe energia elétrica e gera um sinal de clock. A vibração do clock é conhecida como pulso. Quanto mais alto o clock do processador, mais instruções ele vai executar por segundo (no que competir ao processador).

Barramento

É um conjunto de linhas de comunicação (fios elétricos condutores em paralelo) que permitem a interligação entre dispositivos de um sistema de computação, como: CPU, Memória Principal, HD e outros periféricos.

CPI – Ciclos Por Instrução

É a quantidade de ciclos por segundo que o clock necessita para executar uma determinada função.

MIPS – Milhões de Instruções por Segundo

É uma medida de desempenho de processadores.

Lei de Amdahl

A Lei de Amdahl é a lei que governa o speedup na utilização de processadores paralelos em relação ao uso de apenas um processador (lei de paralelismo). Seu nome deriva do arquiteto de computadores Gene Amdahl.
O ganho de desempenho que pode ser obtido melhorando uma determinada parte do sistema é limitado pela fração de tempo que essa parte é utilizada pelo sistema durante a sua operação.
O ganho depende de dois fatores:
– Fração de melhoria (Fm): fração de tempo da computação que pode tirar proveito da melhoria feita. Esta fração é sempre menor ou igual a 1.
– Ganho de execução (Ge): ganho obtido com a melhoria na parte específica modificada do sistema. Este ganho é sempre maior que 1.

Speedup
Pode ser definido como a relação entre o tempo gasto para executar uma tarefa com um único processador e o tempo gasto com N processadores, ou seja, Speedup é a Medida do ganho em tempo.

Onde S é o speedup e T(N) é o tempo gasto para N processadores.