As arquiteturas paralelas são categorizadas de acordo com várias características, como o tipo de mem...

Alternativa (E) - III, IV e V, apenas.

Introdução

A computação paralela é um paradigma fundamental para alcançar alto desempenho, especialmente em tarefas complexas e que demandam grande poder computacional. As arquiteturas paralelas são fundamentalmente divididas com base em como os processadores acessam a memória e se comunicam. As duas categorias principais abordadas na questão são os multiprocessadores de memória compartilhada e os multicomputadores de memória distribuída, cada uma com características e desafios distintos.

Desenvolvimento

Multiprocessadores de Memória Compartilhada (SMP - Shared-Memory Multiprocessors) Nestas arquiteturas, múltiplos processadores acessam um único espaço de endereçamento de memória global. Isso significa que todos os processadores podem acessar qualquer localização na memória compartilhada diretamente. A comunicação entre os processadores é implícita, ocorrendo através da leitura e escrita em locais compartilhados da memória. A principal vantagem é a facilidade de programação, pois os dados podem ser acessados diretamente por qualquer processador. No entanto, o desafio reside na coerência de cache e na escalabilidade, pois a largura de banda da memória e o barramento compartilhado podem se tornar um gargalo com muitos processadores. Existem subclasses, como UMA (Uniform Memory Access), onde todos os acessos à memória têm a mesma latência, e NUMA (Non-Uniform Memory Access), onde a latência de acesso varia dependendo se a memória é local ou remota ao processador, mas ainda dentro de um espaço de endereçamento logicamente compartilhado.

Multicomputadores de Memória Distribuída (DMM - Distributed-Memory Multicomputers) Em contraste, nos multicomputadores, cada processador tem sua própria memória local independente, formando um nó computacional autônomo. Não há um espaço de endereçamento global compartilhado. A comunicação entre processadores é explícita e ocorre através de troca de mensagens (message passing) por uma rede de interconexão. Exemplos comuns incluem clusters de workstations ou supercomputadores maciçamente paralelos. A escalabilidade é uma vantagem, pois a adição de mais nós geralmente não degrada a performance do acesso à memória de outros nós. A desvantagem é a maior complexidade de programação, pois os programadores devem gerenciar explicitamente a comunicação e a distribuição de dados.

Análise

Vamos analisar cada afirmativa com base nos conceitos apresentados:

1. "Todos os multiprocessadores compartilham a mesma memória, já os multicomputadores cada processador tem sua própria memória independente."

   • Primeira parte: "Todos os multiprocessadores compartilham a mesma memória." Esta afirmação é incorreta. O termo "multiprocessadores" pode ser interpretado genericamente como sistemas com múltiplos processadores. Os multicomputadores, por exemplo, são sistemas multiprocessadores (com múltiplos processadores), mas não compartilham a mesma memória. Se a intenção fosse referir-se apenas aos "multiprocessadores de memória compartilhada", a afirmação seria verdadeira para essa categoria específica. No entanto, a formulação "Todos os multiprocessadores" a torna falsa no contexto geral.
   • Segunda parte: "já os multicomputadores cada processador tem sua própria memória independente." Esta parte está correta, descrevendo a característica fundamental da memória distribuída.
   • Como a primeira parte é incorreta em uma leitura ampla, a afirmativa como um todo é FALSA.

2. "Cada multiprocessador tem sua própria memória local, já em multicomputadores todos os processadores compartilham um único espaço de memória."

   • Esta afirmativa está totalmente incorreta, pois inverte as características fundamentais das duas arquiteturas. Multiprocessadores de memória compartilhada possuem um espaço de memória compartilhado, enquanto multicomputadores possuem memória local e independente para cada processador.
   • Portanto, a afirmativa é FALSA.

3. "Clusters de workstations conectadas por uma rede local são exemplos de multicomputadores de memória distribuída."

   • Esta afirmativa está correta. Clusters de workstations são o exemplo clássico de arquiteturas de memória distribuída, onde cada workstation (computador individual) atua como um nó com seu próprio processador(es) e memória local, comunicando-se com outros nós via uma rede.
   • Portanto, a afirmativa é VERDADEIRA.

4. "Os multicomputadores dependem de uma rede de alta velocidade para comunicação entre processadores."

   • Esta afirmativa está correta. Como os multicomputadores não compartilham memória, a única forma de comunicação e troca de dados entre os nós é através da passagem de mensagens pela rede de interconexão. Para que esses sistemas alcancem alto desempenho, essa rede precisa ser de alta velocidade e baixa latência (ex: InfiniBand, Ethernet de alta velocidade).
   • Portanto, a afirmativa é VERDADEIRA.

5. "O acesso direto e uniforme à memória para todos os processadores é uma característica dos multiprocessadores de memória compartilhada."

   • Esta afirmativa está correta. Ela descreve a característica central dos multiprocessadores de memória compartilhada com Acesso Uniforme à Memória (UMA - Uniform Memory Access). Nesses sistemas, qualquer processador pode acessar qualquer local da memória principal com a mesma latência. Mesmo em sistemas NUMA (Non-Uniform Memory Access), o acesso é direto (embora não uniforme na latência), e a memória é logicamente compartilhada. A frase captura um aspecto fundamental e ideal da memória compartilhada.
   • Portanto, a afirmativa é VERDADEIRA.

Em resumo:

• Afirmativa 1: Falsa
• Afirmativa 2: Falsa
• Afirmativa 3: Verdadeira
• Afirmativa 4: Verdadeira
• Afirmativa 5: Verdadeira

As afirmativas corretas são III, IV e V.

Conclusão

A compreensão das arquiteturas de multiprocessadores de memória compartilhada e multicomputadores de memória distribuída é crucial para a área de computação paralela. As características de acesso à memória e o método de comunicação são os pontos de distinção mais importantes. Multiprocessadores de memória compartilhada oferecem um modelo de programação mais simples com acesso direto à memória, enquanto multicomputadores de memória distribuída proporcionam maior escalabilidade através da interconexão de nós independentes, dependendo fortemente de redes de alta velocidade para a comunicação explícita. A análise detalhada confirma que as afirmativas 3, 4 e 5 descrevem corretamente aspectos dessas arquiteturas.

Alternativa (E).