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Questions and Answers
Quais dos seguintes são exemplos de tipos de computadores?
Quais dos seguintes são exemplos de tipos de computadores?
A Lei de Moore afirma que a capacidade dos circuitos integrados dobra a cada 12-18 meses.
A Lei de Moore afirma que a capacidade dos circuitos integrados dobra a cada 12-18 meses.
False (B)
Explique o conceito de abstração no contexto de arquitetura de computadores.
Explique o conceito de abstração no contexto de arquitetura de computadores.
Abstração na arquitetura de computadores significa ocultar as complexidades do hardware das camadas superiores do sistema, permitindo que os programadores trabalhem em níveis mais abstratos sem se preocupar com os detalhes de baixo nível.
Os computadores embebidos são projetados para tarefas específicas e geralmente são encontrados em ______ como carros, eletrodomésticos e dispositivos industriais.
Os computadores embebidos são projetados para tarefas específicas e geralmente são encontrados em ______ como carros, eletrodomésticos e dispositivos industriais.
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Relacione os conceitos de arquitetura de computadores com suas respectivas descrições:
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Qual das seguintes características não é um benefício da computação em nuvem?
Qual das seguintes características não é um benefício da computação em nuvem?
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Os sistemas operativos e os compiladores são exemplos de software de aplicação.
Os sistemas operativos e os compiladores são exemplos de software de aplicação.
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Qual das seguintes opções NÃO é um componente fundamental de um computador?
Qual das seguintes opções NÃO é um componente fundamental de um computador?
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A organização de um computador envolve a interligação de seus componentes.
A organização de um computador envolve a interligação de seus componentes.
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O que é um circuito integrado?
O que é um circuito integrado?
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Um ______ é um exemplo de um chip que pode realizar diversas operações lógicas.
Um ______ é um exemplo de um chip que pode realizar diversas operações lógicas.
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Relacione os componentes com suas respectivas funções:
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Qual é a principal função de um dispositivo de entrada?
Qual é a principal função de um dispositivo de entrada?
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Um chip possui uma estrutura hierárquica, com camadas abstratas de design.
Um chip possui uma estrutura hierárquica, com camadas abstratas de design.
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Explique como a capacidade de memória é determinada em um computador que utiliza vários chips.
Explique como a capacidade de memória é determinada em um computador que utiliza vários chips.
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Portas lógicas representam concretizações eletrônicas de operações ______.
Portas lógicas representam concretizações eletrônicas de operações ______.
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Quais valores são utilizados para representar verdade e falsidade em portas lógicas?
Quais valores são utilizados para representar verdade e falsidade em portas lógicas?
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Qual é o principal componente dos computadores que utiliza circuitos integrados?
Qual é o principal componente dos computadores que utiliza circuitos integrados?
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Os circuitos integrados são usados apenas em computadores modernos.
Os circuitos integrados são usados apenas em computadores modernos.
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As portas lógicas são os blocos de construção básicos dos ______ que processam informações.
As portas lógicas são os blocos de construção básicos dos ______ que processam informações.
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Relacione os conceitos abaixo com as suas descrições:
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Quais das seguintes opções representam domínios do funcionamento de um computador?
Quais das seguintes opções representam domínios do funcionamento de um computador?
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As linguagens de programação podem ser utilizadas para criar qualquer tipo de software, incluindo jogos, aplicativos e sistemas operativos.
As linguagens de programação podem ser utilizadas para criar qualquer tipo de software, incluindo jogos, aplicativos e sistemas operativos.
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Explique a relação entre circuitos integrados e o funcionamento de um computador.
Explique a relação entre circuitos integrados e o funcionamento de um computador.
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A abstração no contexto de computação refere-se à ______ dos detalhes de baixo nível para facilitar a compreensão e o desenvolvimento.
A abstração no contexto de computação refere-se à ______ dos detalhes de baixo nível para facilitar a compreensão e o desenvolvimento.
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O que é um sistema binário?
O que é um sistema binário?
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Qual dos seguintes tipos de sistemas computacionais requer que as instruções sejam executadas em sequência, sem paralelismo?
Qual dos seguintes tipos de sistemas computacionais requer que as instruções sejam executadas em sequência, sem paralelismo?
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Um sistema MIMD permite que diferentes processadores executem diferentes instruções em conjuntos de dados diferentes simultaneamente.
Um sistema MIMD permite que diferentes processadores executem diferentes instruções em conjuntos de dados diferentes simultaneamente.
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Explique a principal diferença entre um sistema SIMD e um sistema MIMD.
Explique a principal diferença entre um sistema SIMD e um sistema MIMD.
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O modelo de programação SPMD, geralmente utilizado em sistemas MIMD, se caracteriza pela execução de um único ______ em múltiplos processadores, cada um processando um conjunto de dados diferente.
O modelo de programação SPMD, geralmente utilizado em sistemas MIMD, se caracteriza pela execução de um único ______ em múltiplos processadores, cada um processando um conjunto de dados diferente.
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Relacione cada tipo de sistema computacional com sua descrição:
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A 'Abstração' e a 'Comunicação entre Camadas' são conceitos cruciais na organização de computadores.
A 'Abstração' e a 'Comunicação entre Camadas' são conceitos cruciais na organização de computadores.
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Qual a principal função das camadas de abstração em um computador?
Qual a principal função das camadas de abstração em um computador?
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Quais os dois domínios principais de abstração mencionados no texto?
Quais os dois domínios principais de abstração mencionados no texto?
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As aplicações, linguagens de programação, bibliotecas e sistemas operativos estão relacionados ao ______ de abstração.
As aplicações, linguagens de programação, bibliotecas e sistemas operativos estão relacionados ao ______ de abstração.
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Relacione corretamente os níveis de abstração com os exemplos correspondentes:
Relacione corretamente os níveis de abstração com os exemplos correspondentes:
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Os sistemas operativos são responsáveis por gerenciar a comunicação entre os componentes do hardware e as aplicações do software.
Os sistemas operativos são responsáveis por gerenciar a comunicação entre os componentes do hardware e as aplicações do software.
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Qual o nível de abstração que permite a manipulação do computador sem entender os detalhes de seu funcionamento interno?
Qual o nível de abstração que permite a manipulação do computador sem entender os detalhes de seu funcionamento interno?
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Explique, em poucas palavras, o que é abstração em computação.
Explique, em poucas palavras, o que é abstração em computação.
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Linguagens de programação e bibliotecas facilitam a interação com o computador, permitindo que o usuário manipule o hardware sem entender os detalhes de seu funcionamento.
Linguagens de programação e bibliotecas facilitam a interação com o computador, permitindo que o usuário manipule o hardware sem entender os detalhes de seu funcionamento.
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Relacione os níveis de abstração com os seus exemplos correspondentes:
Relacione os níveis de abstração com os seus exemplos correspondentes:
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Quais das seguintes opções NÃO são exemplos de níveis de abstração?
Quais das seguintes opções NÃO são exemplos de níveis de abstração?
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A abstração permite que os usuários e programadores interajam com o computador em diferentes níveis de complexidade, dependendo de suas necessidades.
A abstração permite que os usuários e programadores interajam com o computador em diferentes níveis de complexidade, dependendo de suas necessidades.
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Explique, em poucas palavras, por que a comunicação entre camadas é importante na arquitetura de computadores?
Explique, em poucas palavras, por que a comunicação entre camadas é importante na arquitetura de computadores?
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Flashcards
Computadores Pessoais (PC)
Computadores Pessoais (PC)
Dispositivos que incluem ecrã, teclado e rato, usados por um único usuário.
Lei de Moore
Lei de Moore
Predição que circuitos integrados duplicam sua capacidade a cada 18-24 meses.
Computação em Nuvem
Computação em Nuvem
Modelo que oferece serviços de computação via internet, como armazenamento e softwares.
Servidores
Servidores
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Paralelismo
Paralelismo
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Hierarquia de Memórias
Hierarquia de Memórias
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Camadas de Abstração
Camadas de Abstração
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Comunicação entre Camadas
Comunicação entre Camadas
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Domínio do Software
Domínio do Software
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Linguagens de Programação
Linguagens de Programação
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Bibliotecas de Programação
Bibliotecas de Programação
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Sistemas Operativos
Sistemas Operativos
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Arquitetura de Computadores
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Componentes de Computador
Componentes de Computador
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Abstração em Computação
Abstração em Computação
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Circuitos Integrados
Circuitos Integrados
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Portas Lógicas
Portas Lógicas
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Transistores
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Abstração
Abstração
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Domínio do Eletrônico
Domínio do Eletrônico
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Programas de Computador
Programas de Computador
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Informação Binária
Informação Binária
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Funcionamento do Computador
Funcionamento do Computador
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CPU
CPU
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Memória
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Dispositivos de Entrada/Saída
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Processador
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Unidades Elétricas
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Operações Lógicas
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Capacidade de Memória
Capacidade de Memória
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Programas Paralelos
Programas Paralelos
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Sincronização de Threads
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Lei de Amdahl
Lei de Amdahl
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MIMD
MIMD
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SIMD
SIMD
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Study Notes
Tipos de Computadores
- Computadores pessoais (PCs) geralmente incluem tela, teclado, mouse e calculam tarefas intensivas com IA.
- Servidores e supercomputadores são usados para tarefas de grande escala.
- Computadores embarcados (embedded) são usados em dispositivos eletrônicos como automóveis e eletrodomésticos.
- Dispositivos móveis (PMD) têm bateria autônoma.
Servidores e Dados
- Os servidores estão crescendo, formando clusters para gerenciamento de dados.
- A computação em nuvem é um modelo de computação onde os recursos computacionais são fornecidos sob demanda através de uma rede, normalmente a internet.
Ideias de Arquitetura de Computadores
- Lei de Moore: Os circuitos integrados duplicam sua capacidade aproximadamente a cada 18-24 meses.
- Abstração: As camadas de abstração escondem detalhes complexos de hardware, facilitando a programação.
- Paralelismo: Para acelerar o processamento, executando operações independentemente em paralelo.
Hierarquia de Memórias
- Memórias rápidas e caras, como a cache, são usadas para acesso rápido a dados frequentemente utilizados.
- Memórias lentas e baratas, como discos rígidos, são usadas para armazenar grandes quantidades de dados.
Componentes do Computador
- Entrada (input): Processa dados e informações do mundo físico (ex: rato, teclado).
- Saída (output): Retorna informações que processou para o mundo físico (ex: tela, impressora, etc)
- Memória: Armazena dados e instruções.
- Caminho de dados: Move dados entre componentes.
- CPU/ Processador: Faz processamento e controle.
Arquiteturas
- CISC (Complex Instruction Set Computing): Usado em PCs
- RISC (Reduced Instruction Set Computing): Usado em dispositivos móveis e chips de aplicações embutidos
- ARM: Usado em smartphones, tablets e outros dispositivos móveis.
- x86: Usado em computadores pessoais.
Desempenho Computacional
- Desempenho é medido pelo tempo de resposta (tempo de processamento) ou largura de banda (quantidade de dados processados por unidade de tempo).
- Tempo de execução da CPU: Tempo gasto por um programa na CPU.
- Ciclo de relógio: O tempo mínimo para executar uma operação básica numa CPU.
- Frequência do relógio: O inverso do ciclo do relógio, medido em ciclos por segundo (Hz).
Tempo da CPU
- Dado pelo número de ciclos de relógio do programa multiplicado pelo ciclo de relógio.
- CPI (ciclos por instrução): O número médio de ciclos de relógio necessários para executar uma instrução.
- Tempo de Execução: Número de instruções do programa multiplicado por CPI e dividido pela frequência do relógio.
Fatores de Influência
- Frequência do Relógio: A alta frequência significa ciclos de relógio mais rápidos e, portanto, melhor desempenho.
- Quantidade de Instruções: O número de instruções afeta o tempo de execução.
- CPI (ciclos por instrução): Quanto menor o CPI, mais rápido o processamento e o desempenho.
- Fatores indiretos, incluindo: algoritmo, linguagem de programação, compilador, e arquitetura da infraestrutura.
Barreira de Energia
- O custo energético de processamento aumenta com o aumento da frequência.
- A temperatura afeta o desempenho de processadores.
- Alternativas podem ser usadas para reduzir os requisitos de energia.
Arquitetura de Pilhas e Transições
- Máquina de estado: um modelo matemático que descreve um sistema que pode existir em vários estados, e que muda de um estado para outro em resposta a eventos.
- Estados: Representando estados possíveis ou passos.
- Transições: Definindo como os estados mudam.
Formalismos
- Expressões regulares: Uma forma de descrever padrões em strings de caracteres.
- Máquina de pilha: Um modelo computacional que utiliza uma pilha para armazenar dados.
- Gramáticas independentes de contexto: Uma gramática que define como as sentenças podem ser construídas.
- Máquina de Turing: Um modelo computacional universal, com as mesmas capacidades de qualquer computador.
Níveis de Abstração
- Organização de nível hierárquico de componentes.
- Domínio de aplicação: Software e programação de alto nível.
- Domínio digital: Dados organizados através de bit e bytes.
- Domínio analógico: Dados representados por níveis de tensão elétrica contínuos.
Aplicações Distribuídas
- Sistemas centralizados: Todos os componentes em uma única máquina.
- Sistemas distribuídos: Componentes espalhados em várias máquinas.
- Modelo cliente-servidor: Servidor que armazena dados e clientes que solicitam acesso.
- Modelo ponto-a-ponto (peer-to-peer): Todos os computadores atuam como clientes e servidores.
Paralelismo
- Multiprocessador: Sistema que tem vários processadores.
- Clusters: Um agrupamento de várias máquinas.
- Paralelismo de nível de tarefas: Tarefas independentes são executadas simultaneamente.
- Paralelismo de nível de instruções: Instruções dentro de uma tarefa podem ser executadas em paralelo.
Categorização de Hardware Paralelo
- SISD (Single Instruction, Single Data): Um único processador executa uma única instrução em uma única stream de dados.
- SIMD (Single Instruction, Multiple Data): Um único processador executa a mesma instrução em múltiplas streams de dados.
- MISD (Multiple Instruction, Single Data): Muitos processadores executam instruções diferentes na mesma stream de dados.
- MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data): Muitos processadores executam diferentes instruções em diferentes streams de dados.
Multithreading por Hardware
- Fine-grained multithreading: Muitas trocas de contextos de thread.
- Coarse-grained multithreading: Poucas trocas de contextos de thread.
Arquitetura de processadores multicore e memória compartilhada
- Processadores com vários núcleos partilham o mesmo espaço de memória.
- A interconeção entre processadores e memória é crucial.
- Unidade de Memória Unificada (UMA): Todos os processadores acessam a mesma memória física.
Unidade de Processamento Gráfico (GPU)
- Aceleração de tarefas paralelas, como processamento gráfico.
- Utilização de vários processadores paralelos para tarefas.
- Aplicação de técnicas como memória otimizada para largura de banda em vez de latência.
Clusters e Computadores de Grande Escala
- Uma configuração com várias máquinas conectadas.
- Permite atingir paralelismo.
- Computadores de grande escala são úteis para tarefas complexas.
Modelos de Computação em Nuvem
- Utilização de recursos de computação sob demanda, escaláveis e em nuvem.
Benchmarks
- Programas usados para testar e comparar o desempenho de hardware.
- Indicam pontos fortes e fracos de um sistema.
- Resultados permitem medir o desempenho de tarefas específicas e a memória.
Introdução à Administração de Sistemas
- Planejar e desenhar redes e backup.
- Gerenciar contas de usuário.
- Instalar e atualizar softwares.
- Manutenção da segurança do sistema.
- Controle de acesso dos usuários.
Interface e Ferramentas
- Linha de comandos versus GUI (interface gráfica).
- Ferramentas para administrar sistemas, como gerenciar recursos e usuários.
- Uso de scripts e comandos automatizados.
Comunicação com Usuários
- Políticas para controlar a segurança e gestão de recursos.
- Gerenciamento de usuário para garantir controle de acesso e desempenho.
Código de Ética
- Ética profissional, respeito pela privacidade, atualização de conhecimentos, responsabilidade social.
Studying That Suits You
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Teste seus conhecimentos sobre arquitetura de computadores e sistemas operacionais. O quiz cobre tópicos como tipos de computadores, Lei de Moore, abstração, e mais. Verifique se você entende os componentes e suas funções na computação moderna.