A respeito dos sistemas de computadores, responda:
Um dos princípios do projeto para computadores modernos é que apenas instruções do tipo LOAD e STORE devem interagir com a memória. Por quê?
Um dos princípios do projeto para computadores modernos é que apenas instruções do tipo LOAD e STORE devem interagir com a memória. Por quê?
Passo 1
Então, o exercício pergunta por que, em arquiteturas modernas (tipo RISC), só as instruções LOAD e STORE “tocam” na memória. O tema é Arquitetura de Computadores, mais especificamente o princípio de design chamado de “load‐store”. Para resolver, a gente vai precisar entender o que é esse modelo de instruções, pipelining e por que acessar memória é mais “caro” do que mexer em registrador.
Passo 2
Primeiro, o que é “load‐store”?
- Em arquiteturas load‐store, todas as instruções que fazem operações (soma, subtração, comparação etc.) trabalham só com registradores internos da CPU.
- Se você quiser trazer um dado da memória para a CPU, usa LOAD. Se quiser mandar um valor da CPU para a memória, usa STORE.
Isso isola o acesso lento à memória dentro de apenas duas instruções.
Passo 3
Por que isso ajuda?
- Decodificação mais simples
- Se cada instrução tem formato parecido (por exemplo: opcode + registrador-fonte + registrador-destino), o hardware de decodificação é muito mais simples.
- Pipelining mais eficiente
- Em pipeline, você divide a execução em estágios (busca, decodifica, executa, acessa memória, grava resultado).
- Se só LOAD/STORE acessam memória, nos outros estágios você não precisa esperar a RAM (cache) responder. Isso evita bolhas e acelera o fluxo.
Passo 4
Menos hazards de memória e designer mais enxuto
- Hazards (perigos) como data hazard e structural hazard ocorrem menos, já que as instruções aritméticas não competem pelo barramento de memória.
- O conjunto de instruções fica reduzido e uniforme, o que leva a um design de CPU menor, de fácil verificação e com menos bugs.
Resposta
Porque concentrar todo acesso à memória apenas nas instruções LOAD e STORE simplifica muito o decodificador, facilita o pipeline (evitando esperas e hazards), reduz a complexidade do hardware e, no fim das contas, deixa o computador mais rápido e mais fácil de projetar.