ad2 2014 oc
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AD2 - Organização de Computadores 2014.1
Nome: ALESSANDRA GALVÃO DA SILVA - 13213050679
Na ocorrência de um estouro o valor passará a ter o sinal inverso ao do valor
esperado. Por exemplo, ocorre estouro quando a soma S dos números positivos N1 e
N2 for negativa.
Sinais Comentários
N1 N2 N3
0 0 0 Não houve overflow
0 0 1 Houve overflow, soma de 2 números positivos resulta em numero negativo
0 1 0 Não houve overflow
0 1 1 Não houve overflow
1 0 0 Não houve overflow
1 0 1 Não houve overflow
1 1 0 Houve overflow, soma de 2 números negativos resulta em numero positivo
1 1 1 Não houve overflow
219 + 216 + 215 + 213 + 212 + 210 + 28 =
524288 + 65536 + 32768 + 8192 + 4096 + 1024 + 256 = 636160
636160
- ( 216 + 215 + 213 + 212 + 210 + 28) =
- (65536 + 32768 + 8192 + 4096 + 1024 + 256) = -111872
-111872
- 219 +( 216 + 215 + 213 + 212 + 210 + 28) =
- 524288 + 111872 = - 412416
- 412416
Convertendo para binário:
Primeiro a parte inteira:
115 2
1 57 2
1 28 2
0 14 2
0 7 2
1 3 2
1 1 Agora a parte fracionária:
0,6125 x 2 = 1,225 1
0,225 x 2 = 0,45 0
0,45 x 2 = 0,90 0
0,90 x 2 = 1,80 1
0,80 x 2 = 1,60 1
0,60 x 2 = 1,20 1
0,20 x 2 = 0,40 0
0,40 x 2 = 0,80 0
0,80 x 2 = 1,60 1
0,60 x 2 = 1,20 1
Temos então que: 115,612510 = 1110011,10011100112
Normatizando: 1,1100111001110011 x 26
Sinal = 0 (positivo)
Expoente (complemento à 2)n = + 6 = 0000110
Mantissa = 1100111001110011
Resultado = 0 0000110 110011100111
0 0000110 110011100111
1 7 12
Convertendo para binário:
Primeiro a parte inteira:
7 2
1 3 2
1 1 Agora a parte fracionária:
0,4 x 2 = 0,8 0
0,8 x 2 = 1,6 1
0,6 x 2 = 1,2 1
0,2 x 2 = 0,4 0
0,4 x 2 = 0,8 0
0,8 x 2 = 1,6 1
0,6 x 2 = 1,2 1
0,2 x 2 = 0,4 0
0,4 x 2 = 0,8 0
0,8 x 2 = 1,6 1
0,6 x 2 = 1,2 1
0,2 x 2 = 0,4 0
0,4 x 2 = 0,8 0
Temos então que convertendo: 111,01100110011002
Normatizando: 1,110110011001100x 22
Sinal = 1 (negativo)
Expoente (complemento à 2)n = + 2 = 0000010
Mantissa = 110110011001100
Resultado = 1 0000010 110110011001
0 0000110 110110011001
1 7 12
Menor número positivo = 0 1000000 000000000000 = 1,00000000000 x 2-64 ≈ 5,4 x 10-20
Maior número positivo = 0 0111111 111111111111 = 1,11111111111 x 263 1,8 x 1019
Excesso = 2e-1 - 1, sendo e = 7, excesso = 63
Menor número positivo = 0 0000000 000000000000 = 1,00000000000 x 2-63 ≈ 1,1 x 10-19
Maior número positivo = 0 1111111 111111111111 = 1,11111111111 x 264 3,7 x 1019
Um dos primeiros tipos de impressora que o mercado conheceu foi a impressora matricial. Embora esteja cada vez mais em desuso devido ao surgimento de tecnologias de impressão mais sofisticadas, ainda é possível encontrar impressoras matriciais sendo utilizadas em vários estabelecimentos, já que se trata de um tipo bastante durável e que possui baixos custos em relação aos seus suprimentos.
As impressoras matriciais utilizam um conjunto de agulhas, geralmente 9, que produzem impacto sobre uma fita de impressão, deixando marcas no papel.
As impressoras matriciais (classificadas em uma categoria chamada de impressoras de impacto) são baseadas, essencialmente, em dois tipos de tecnologia:
- Impressora margarida: este tipo de impressora tem funcionamento semelhante às clássicas máquinas de escrever, sendo, atualmente, pouco comum no mercado. O dispositivo que equivale à cabeça de impressão contém diversos caracteres em relevo. Este componente se movimenta de acordo com o caractere a ser impresso. Supondo, por exemplo, que é necessário imprimir a letra 'A', o referido mecanismo posicionará a parte que contém esta letra sobre o papel. Para a impressão ocorrer, o caractere, depois de posicionado, pressiona uma fita com tinta contra o papel, em um movimento que lembra vagamente uma batida rápida de martelo;
- Impressora de agulha: este é o tipo mais comum, sendo, portanto, chamado simplesmente deimpressora matricial ou, ainda, impressora de matriz de pontos. Neste padrão, a cabeça de impressão possui pequenas agulhas que, sob orientação eletromagnética, vão formando a impressão à medida que empurram a fita de tinta contra o papel. Ou seja, nesta tecnologia, em vez de os caracteres serem formados de uma única vez por impacto, são constituídos por pequenos pontos. A vantagem deste método é que também é possível imprimir imagens e gráficos, embora com certa limitação.
Impressão matricial: observe que os caracteres são formados por pontos
Por utilizar um esquema de impacto sobre uma fita com tinta (que são baratas e, geralmente, bastante duráveis), as impressoras matriciais não são boas para trabalhar com várias cores, já que, para cada cor, é necessário ter uma fita exclusiva ou, ainda, uma fita que se divide em várias cores. Mesmo assim, a fidelidade das cores é bastante limitada, razão pela qual se convencionou a utilizar apenas a cor preta ou tons de cinza.
Ilustração de impressão matricial em funcionamento
Todavia, as impressoras matriciais se mostram úteis para a impressão de documentos baseados apenas em texto ou que necessitam de cópias. Isso porque o impacto gerado pela cabeça de impressão é suficiente para que seja possível a aplicação de papel carbono, recurso útil, por exemplo, na impressão de passagens de ônibus.
Impressora matricial Epson LX300 II
Por outro lado, as impressoras matriciais são, em geral, barulhentas e, muitas vezes, lentas, dependendo do tipo de impressão. Isso faz com que seu uso seja inviável em ambientes que exigem silêncio - bibliotecas, por exemplo. Além disso, a qualidade das impressões é limitada, já que elas não conseguem trabalhar com resoluções altas.
Impressoras a jato de tinta
As impressoras jato de tinta são as impressoras mais vendidas atualmente. Ao invés de usar agulhas e fita como as matriciais, as impressoras jato de tinta trabalham espirrando gotículas de tinta sobre o papel, conseguindo uma boa qualidade de impressão, próxima à de impressoras a laser. Outra vantagem destas impressoras é seu baixo custo, o que as torna perfeitas para o uso doméstico.
As impressoras jato de tinta podem usar basicamente três tecnologias de impressão: a Buble Jet, ou jato de bolhas, a Piezoelétrica e a de troca de estado.
Impressora a jato de tinta HP Officejet 4000
Ao contrário das matriciais, as impressoras a jato de tinta não são de impacto. A impressão é feita por meio da emissão de centenas de gotículas de tinta (geralmente no tamanho de 3 picolitros) emitidas a partir de minúsculas aberturas existentes na cabeça de impressão. Este último componente é posicionado sobre um eixo que o permite se movimentar da esquerda para a direita e vice-versa muito rapidamente.
Para o processo de impressão em si, as impressoras a jato de tinta contam, basicamente, com três tecnologias:
- Térmica (Bubble Jet): nesta tecnologia, uma pequena quantidade de tinta é submetida a uma temperatura muito alta para formar pequenas bolhas. O aquecimento faz com que estas sofram pressão e sejam expelidas pelos orifícios da cabeça de impressão. É desta maneira que a tinta chega ao papel. Quando este processo é finalizado, o espaço deixado pela bolha é então preenchido novamente por uma pequena quantidade de tinta e, então, todo o procedimento se repete. Esta tecnologia foi patenteada pela Canon é utilizada por empresas como HP e Lexmark.
Uma curiosidade em relação à tecnologia Bubble Jet: há rumores de que seu surgimento aconteceu por acidente, quando um pesquisador estudava uma fórmula de tinta e, sem querer, deixou um ferro de solda aquecido tocar na agulha de uma seringa preenchida com o líquido. O aquecimento provocado à agulha fez com que gotas da tinta fossem expelidas quase que imediatamente. O ocorrido foi então estudado a ponto de se transformar em uma tecnologia de impressão;
Uma desvantagem desta tecnologia é que, devido ao aquecimento, a cabeça de impressão costuma se desgastar depois de pouco tempo, perdendo a precisão. Por outro lado, por serem extremamente simples, as cabeças são baratas, e por isso são embutidas nos próprios cartuchos de impressão.
- Piezo-elétrica: esta é uma tecnologia muito utilizada pela Epson. Nela, a cabeça de impressão utiliza um cristal piezo-elétrico na saída de um minúsculo compartimento de tinta. Os cristais piezo-elétricos geram uma pequena quantidade de energia quando recebem uma força física, mas o contrário também ocorre: se receber uma pequena quantidade de energia elétrica, o cristal se movimenta. Na cabeça de impressão, esta movimentação é utilizada e, quando o cristal volta ao seu lugar, uma pequena quantidade de tinta sai pela abertura existente ali.
A tecnologia Piezo-elétrica oferece várias vantagens, como permitir a utilização de pigmentos que não podem sofrer calor por mudar suas propriedades quando aquecidas, por exemplo. Por outro lado, pode representar elevado custo de reparo quando a cabeça de impressão se danifica, já que esta geralmente se localiza na impressora e não nos cartuchos de tinta. Dizer, no entanto, qual destas duas tecnologias de impressão a jato de tinta é melhor é uma tarefa difícil, já que ambas são constantemente aperfeiçoadas para prover impressões de qualidade aliadas a um custo baixo;
- Jato de Tinta Contínuo (Continuous Inkjet - CIJ): trata-se de uma variação um pouco mais sofisticada, utilizada para a impressão de embalagens de produtos, por exemplo. Neste tipo de equipamento, um fluxo contínuo de tinta passa por um cristal piezo-elétrico que o divide em dezenas de milhares de pequenas gotas. Cada uma delas recebe carga elétrica e, por conta disso, acaba sendo atraída por painéis também eletricamente carregados que contém o material a receber a impressão. As gotas não aproveitadas no processo - muitas vezes, a maioria delas - são "recicladas".
Esquema de cores das impressoras a jato de tinta
Muito estudo foi (e é) dedicado na formação de cores nas impressões, especialmente nas tecnologias a jato de tinta. O esquema de cores mais usado nas impressoras é o CMYK, sigla para as cores ciano (Cyan), magenta (Magenta), amarelo (Yellow) e preto (blacK). Este sistema é aplicado às impressoras porque a combinação de suas cores é capaz de gerar praticamente qualquer outra cor perceptível aos olhos humanos.
Esquema de cores CMYK
É por esta razão que nas impressoras a janto de tinta, por exemplo, é comum encontrar cartuchos nas quatro cores mencionadas. Também é comum encontrar impressoras que trabalham apenas com dois cartuchos, sendo um para a cor preta e outro para as cores ciano, magenta e amarelo. Na verdade, a combinação dessas três cores é capaz de gerar a cor preta, mas os fabricantes preferem utilizar um cartucho exclusivo dessa cor para proporcionar melhor qualidadede de impressão, sem contar que seria custoso e um grande desperdício utilizar as tintas coloridas para gerar impressões apenas em preto.
Impressão com 4 cartuchos de tinta
Embora sejam menos comuns, também é possível encontrar impressoras que trabalham com seis cartuchos. Neste caso, as cores adicionais geralmente são o ciano claro e o magenta claro.
Impressoras a laser
As impressoras a laser também fazem parte da categoria de não impacto e são muito utilizadas no ambiente corporativo, já que oferecem impressões de excelente qualidade, são capazes de imprimir rapidamente, trabalham fazendo pouco barulho e possibilitam volumes altos de impressões associados a custos baixos. O funcionamento destas impressoras é semelhante ao das fotocopiadoras (no Brasil, também conhecidas como "máquinas de xerox", sendo que, na verdade, Xerox é o nome da empresa que popularizou este tipo de dispositivo).
As impressoras a laser contam com uma espécie de tambor (ou cilindro) revestido por um material que permite a aplicação de uma carga eletrostática. Supondo, por exemplo, que o logotipo do InfoWester deva ser impresso, um laser "forma" a imagem no tambor deixando os pontos que a representam com carga positiva. Quando o "molde" da informação a ser impressa é formado, aquela área recebe um material em pó muito fino e pigmentado chamado toner que, por sua vez, tem carga negativa e é distribuído por um rolamento presente em seu recepiente de armazenamento. Isso faz com que o toner seja atraído pelos pontos que formam a imagem a ser impressa, já que estes possuem carga positiva (carga negativa e positiva se atraem, como em um imã).
Recipiente de toner
No passo seguinte, a folha de papel que recebe a impressão é colocada em contato com o cilindro, mas, antes, recebe carga positiva em uma intensidade maior que a do molde da imagem no tambor. Uma rotação faz com que este último passe por todo o papel, transferindo o toner para ele. Por fim, um mecanismo formado por dois cilindros de nome fusor (ou fuser, em inglês), revestidos de material que impede a aderência de toner,
“joga” calor no papel ao mesmo tempo em que o pressiona (é por isso que o papel quase sempre sai quente da impressora). Desta forma, o toner se fixa no papel e a impressão é concluída.
Funcionamento padrão das impressoras a laser
Cabe à impressora então preparar o tambor para a próxima impressão. Para isso, é necessário limpá-lo de eventuais “sobras” de toner não usados na impressão anterior. Em impressoras da marca HP, por exemplo, uma espécie de lâmina remove os resíduos de toner para depositá-los em um recipiente apropriado.
Impressora a laser Oki B410D
Apesar de a maioria das impressoras a laser trabalhar apenas com a cor preta, não é difícil encontrar impressoras do tipo que trabalham com cores. Para isso, os fabricantes podem se utilizar de vários métodos, como aplicar um toner de cada cor por vez ou mesmo combinar todas as cores em um recipiente provisório para então aplicá-las de uma só vez no papel. Como o trabalho com cores nas impressoras a laser é mais complexo, este tipo de equipamento tem preço muito maior em comparação às impressoras que imprimem apenas na cor preta (monocromáticas).
Impressora a laser com toners coloridos
Fontes de consulta:
http://www.infowester.com/impressoras.php
http://www.hardware.com.br/termos/impressora-jato-de-tinta
Mário Monteiro, Introdução Organização de Computadores.
1º) E/S por programa: O processador tem controle direto sobre a operação de E/S,
incluindo a detecção do estado do dispositivo, o envio de comandos de leitura ou
escrita e transferência de dados. Para realizar uma transferência de dados, o
processador envia um comando para o módulo de E/S e fica monitorando o módulo
para identificar o momento em que a transferência pode ser realizada. Após detectar
que o módulo está pronto, a transferência de dados é realizada através do envio de
comandos de leitura ou escrita pelo processador. Se o processador for mais rápido
que o módulo de E/S, essa espera representa um desperdício de tempo de
processamento.
2º) E/S por interrupção: Neste caso, o processador envia um comando para o módulo
de E/S e continua a executar outras instruções, sendo interrompido pelo módulo
quando ele estiver pronto para realizar a transferência de dados, que é executada pelo
processador através da obtenção dos dados da memória principal, em uma operação
de saída, e por armazenar dados na memória principal, em uma operação de entrada.
3º) E/S por DMA: Nesse caso a transferência de dados entre o módulo de E/S e a
memória principal é feita diretamente sem envolver o processador. Existe um outro
módulo denominado controlador de DMA que realiza a transferência direta de dados
entre a memória e o módulo de E/S. Quando o processador deseja efetuar a
transferência de um bloco de dados com um módulo de E/S , ele envia um comando
para o controlador de DMA indicando o tipo de operação a ser realizada (leitura ou
escrita de dados), endereço do módulo de E/S envolvido, endereço de memória para
início da operação de leitura ou escrita de dados e número de palavras a serem lidas
ou escritas. Depois de enviar estas informações ao controlador de DMA, o
processador pode continuar executando outras instruções. O controlador de DMA
executa a transferência de todo o bloco de dados e ao final envia um sinal de
interrupção ao processador, indicando que a transferência foi realizada.
Consiste em uma das formas mais comuns de classificação de processamento
paralelo. São estas as categorias de sistemas de computação:
SISD - Single instruction stream, single data stream. Um único processador
executa uma única sequência de instruções sobre dados armazenados em
uma única memória. Exemplo: Processadores de computadores pessoais.
SIMD – Single instruction stream, multiple data stream. Vários elementos de
processamento. Cada um tem uma memória de dados. Cada instrução é
executada sobre um conjunto de dados diferente. Exemplo: Processadores
matriciais.
MISD – Multiple instruction stream, single data stream. A seqüência de
dados é transmitida para um conjunto de processadores, cada um dos quais
executa uma sequência de instruções diferente. Não existem processadores
comerciais que utilizam este modelo.
MIMD – Multiple instruction stream, multiple data stream. Conjunto de
processadores executa simultaneamente seqüências diferentes de instruções
sobre conjuntos de dados diferentes. Exemplo: SMPs, clusters, sistemas NUMA.
MIMD – conjunto de processadores que executam simultaneamente sequências
diferentes de instruções sobre conjunto de dados diferentes.
SIMD – vários elementos de processamento que executam a mesma sequência
de instruções simultaneamente. Cada elemento de processamento tem uma
memória local. Assim, cada elemento de processamento executa a mesma
instrução sobre um conjunto de dados diferente.
SISD – único processador que executa uma única sequência de instrução sobre
uma sequência de dados armazenados em uma única memória principal.
MIMD – conjunto de processadores que executam simultaneamente sequências
diferentes de instruções sobre conjunto de dados diferentes.
Imediato
Seu campo operando contém o dado, não requer acessos a memória principal
sendo mais rápido que o modo direto.
Campo de endereço = Valor do operando;
Direto
Seu campo operando contém o endereço do dado, requer apenas um
acesso a memória principal, sendo mais rápido que o modo indireto.
Campo de endereço = Endereço efetivo do operando;
Indireto
O campo operando corresponde ao endereço que contém a posição onde está o
conteúdo desejado, necessita de 2 acessos a memória principal, portanto mais
lento que os 2 modos anteriores.
Campo de Endereço = Endereço de uma célula que contem o endereço do
operando;
Por registrador
Característica semelhante aos modos direto e indireto, exceto que a célula (ou
palavra) de memória referenciada na instrução é substituída por um dos
registradores da UCP. O endereço mencionado na instrução passa a ser o de um
dos registradores.
Análogo ao endereçamento direto.
Indexado
O registrador é fixo e o deslocamento é variável, ou seja, consiste em que o
endereço do dado é a soma do valor do campo operando (que é fixo para todos os
elementos de um dado vetor) e de um valor armazenado em um dos registradores
da UCP (normalmente denominado registrador índice).
Base mais deslocamento
Tem como seu principal objetivo permitir a modificação de endereço de programas
ou módulos destes (que é a relocação de programa), bastando para isso uma
única alteração no registrador base.
O endereço é obtido da soma do campo de deslocamento com o conteúdo do
registrador base.
MODO DE ENDEREÇAMENTO
VANTAGEM DESVANTAGEM APLICAÇÕES
Imediato
Sem referencia a memória;
Rápido.
Mais rápido que o modo direto
Tamanho do operando limitado ao tamanho do
endereço.
Usado para definir constantes ou inicializar
variáveis;
Direto Modo simples - requer
apenas 1 acesso à memória
Mais lento que o modo imediato
Campo de endereço
limitado
Usado na 1ª geração e em computadores de pequeno
porte;
Indireto Célula de N bits. Espaço de endereçamento de 2N
Dois acessos a memória para obter o operando;
Em um dado instante
somente se pode acessar
endereços ate o limite do campo de endereço.
Útil para acessar dados armazenados
contiguamente na memória, como vetores.
Por Registrador
Campo de endereço menor (3 a 4 bits); Sem referencia a
memória;
Sem referencia a memória;
Tempo de acesso menor;
O dado pode ser
armazenado em um meio mais rápido (registrador).
Espaço de endereçamento limitado
Devido ao número
reduzido de registradores existentes
na UCP causa uma dificuldade em se definir
quais dados serão armazenados nos
registradores e quais permanecerão
na UCP.
Usado em programas com um número elevado de variáveis temporárias
unidimensionais.
Indexado
A alteração de endereços (cálculos de novos
endereços) realizada dentro da
própria CPU, através do incremento ou
decremento de RX. Não necessita acessos à MP.
Registradores de uso específico para tal fim.
Limitação do tamanho
do array.
Usado para acessar uma sequência de dados
armazenados em posições consecutivas da MP.
utilizado no manuseio de
estruturas de dados que são armazenadas em endereços contíguos de memória tais
como vetores
Base mais
deslocamento
Redução no tamanho das instruções.
Realocação dinâmica
rápida.
Instruções menores.
Registradores de uso específico para tal fim.
Usado para acessar uma sequência de dados
armazenados em posições consecutivas da
MP.
Endereçamento Relativo;
Endereçamento via registrador-base;
Outra classificação de instruções relaciona-se com a função da instrução, como
transferência de dados, operações aritméticas, lógicas, de conversão, de E/S, de
controle do sistema e transferência de controle. As comparações de vantagens e
desvantagens dependem do processador comercial. Podemos ainda acrescentar uma
outra classificação que ser relaciona ao tipo de dados: como números inteiros (com e
sem sinal, 16, 32 ou 64bits), ponto flutuante (simples e dupla), ponteiros entre outros.
Uma solução seria usar endereçamento por registrador base mais deslocamento. Por
exemplo, teríamos 2 bits para especificar um registrador e 6 bits para especificar um
deslocamento. Poderíamos, assim, usar 4 registradores, cada um com até 64
deslocamentos possíveis, fornecendo 256 endereços diferentes.
A compilação consiste na análise de um programa escrito em linguagem de alto
nível (programa fonte) e sua tradução em um programa em linguagem de máquina
(programa objeto).
Na interpretação cada comando do código fonte é lido pelo interpretador,
convertido em código executável e imediatamente executado antes do próximo
comando.
A interpretação tem como vantagem sobre a compilação a capacidade de
identificação e indicação de um erro no programa-fonte (incluindo erro da lógica do
algoritmo) durante o processo de conversão do fonte para o executável.
A interpretação tem como desvantagem o consumo de memória devido ao fato
de o interpretador permanecer na memória durante todo o processo de execução do
programa.
Na compilação o compilador somente é mantido na memória no processo de
compilação e não utilizado durante a execução. Outra desvantagem da interpretação
está na necessidade de tradução de partes que sejam executadas diversas vezes,
como os loops que são traduzidos em cada passagem. No processo de compilação
isto só ocorre uma única vez. Da mesma forma pode ocorrer para o programa inteiro,
em caso de diversas execuções, ou seja, a cada execução uma nova interpretação.