Conceitos de programação

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Questions and Answers

Em contextos de programação avançada, qual das seguintes opções representa uma aplicação mais sofisticada do conceito de 'Ciclo', transcendendo a repetição básica de instruções?

Criação de _look-up tables_ dinâmicas para acelerar cálculos complexos, com o ciclo servindo para preencher a tabela com valores pré-computados.
Geração de números pseudoaleatórios utilizando métodos congruenciais lineares, onde o ciclo é usado para iterar a função geradora até atingir o período desejado.
Implementação de _coroutines_ para execução concorrente de tarefas, onde cada iteração do ciclo representa a suspensão e retomada de um fluxo de execução. (correct)
Otimização de algoritmos de ordenação através da minimização do número de iterações, utilizando ciclos aninhados com estratégias de _branch prediction_.

Num cenário de computação paralela com memória distribuída, qual estratégia de gestão de 'Variáveis' minimiza a latência de acesso aos dados e otimiza o throughput computacional?

Utilização de variáveis globais com _cache coherence protocols_ rigorosos para garantir a consistência dos dados entre os nós computacionais.
Replicação de variáveis críticas em cada nó computacional, com mecanismos de _lock-free synchronization_ para evitar _race conditions_.
Particionamento de variáveis com base na localidade dos dados e utilização de _message passing_ para comunicação explícita entre os nós. (correct)
Implementação de _distributed shared memory_ (DSM) com técnicas de _false sharing_ mitigation para reduzir a comunicação desnecessária.

Em sistemas embarcados com recursos computacionais limitados, qual é a abordagem mais eficiente para implementar um 'Ciclo' que execute uma tarefa em intervalos de tempo precisos, considerando restrições de jitter e deadline?

Utilização de um _scheduler preemptivo_ com alta prioridade para a tarefa, garantindo que ela seja executada assim que o intervalo de tempo expirar.
Implementação de um _real-time operating system_ (RTOS) com _scheduling policies_ determinísticas para garantir o cumprimento dos _deadlines_. (correct)
Implementação de um _timer interrupt_ que sinalize a tarefa a cada intervalo de tempo, com tratamento de interrupção otimizado para minimizar a latência.
Utilização de um _loop busy-waiting_ com calibração dinâmica para ajustar o tempo de espera, compensando variações na frequência do processador.

Em arquiteturas de software orientadas a eventos, como o padrão Reactor, qual é o papel fundamental da instrução 'Condicional' na determinação do fluxo de execução em resposta a eventos assíncronos?

A instrução condicional é utilizada para despachar eventos para os handlers correspondentes com base no tipo de evento e no estado atual do sistema. (A) Signup and view all the answers

Na otimização de código para hardware específico, como GPUs ou FPGAs, como a aplicação de transformações de 'Expressões Lógicas' pode impactar o desempenho de algoritmos complexos?

A conversão de expressões lógicas em look-up tables pode acelerar a avaliação em FPGAs com recursos de LUT. (B) Signup and view all the answers

No contexto da 'Abstração Funcional', qual a implicação do uso de closures em linguagens de programação que suportam funções de primeira classe, considerando o gerenciamento de estado e o ciclo de vida das variáveis?

Closures permitem a criação de funções com estado interno persistente, que pode ser compartilhado entre múltiplas invocações, mas exigem cuidado para evitar side effects indesejados. (C) Signup and view all the answers

Em cenários de programação reativa, qual a importância de se distinguir entre 'Procedimentos' e Funções puras (sem efeitos colaterais) no contexto de streams de dados assíncronos e transformações encadeadas?

Funções puras são essenciais em streams reativos, pois garantem a determinacidade e a testabilidade das transformações, facilitando o debugging e a otimização do código. (D) Signup and view all the answers

Em algoritmos de machine learning que utilizam otimização iterativa, como Gradient Descent, qual a relevância da 'Variável Iteradora' e quais estratégias avançadas podem ser empregadas para acelerar a convergência?

A variável iteradora controla o learning rate do Gradient Descent, e estratégias como momentum e Adam adaptam dinamicamente o learning rate com base no histórico das iterações. (D) Signup and view all the answers

No desenvolvimento de software modular e escalável, qual o impacto do uso extensivo de 'Funções' (em oposição a blocos de código inline) na capacidade de refatoração, teste unitário e reutilização de componentes?

O uso extensivo de funções simplifica o teste unitário, pois permite isolar e testar cada componente individualmente, garantindo a qualidade do código. (A) Signup and view all the answers

Em algoritmos de Data Science que envolvem processamento recursivo de árvores de decisão, de que forma a 'Recursão' pode ser otimizada para evitar stack overflow e melhorar a performance em datasets massivos?

A recursão pode ser otimizada através da técnica de tail call optimization (TCO), que transforma chamadas recursivas em loops iterativos, evitando o crescimento da stack. (A) Signup and view all the answers

Num contexto de alocação e gestão de memória em sistemas de real-time, qual das seguintes opções representa o maior desafio ao se utilizar `heap` para alocação de memória, considerando as restrições de determinismo e latência?

A fragmentação externa inerente à alocação e desalocação dinâmicas pode levar a tempos de alocação imprevisíveis, comprometendo o determinismo. (B) Signup and view all the answers

Em cenários de programação concorrente onde múltiplas threads acessam e modificam uma estrutura de dados complexa, qual mecanismo de sincronização seria mais adequado para garantir a integridade dos dados e evitar condições de corrida, minimizando o overhead e maximizando o paralelismo?

Emprego de bloqueios de leitura/escrita (read/write locks) para permitir que múltiplas threads leiam a estrutura simultaneamente, enquanto apenas uma thread pode escrever, otimizando o desempenho em cenários de leitura intensiva. (B) Signup and view all the answers

Considerando a necessidade de implementar uma estrutura de dados que permita tanto o acesso FIFO (First-In-First-Out) quanto o acesso LIFO (Last-In-First-Out) de forma eficiente, qual das seguintes estruturas seria a mais apropriada e como ela seria adaptada para suportar ambos os comportamentos?

Uma lista ligada duplamente encadeada que utiliza dois ponteiros, um para o início (head) e outro para o fim (tail), permitindo a inserção e remoção de elementos em ambas as extremidades com complexidade $O(1)$. (D) Signup and view all the answers

Num sistema embarcado com recursos limitados, qual seria a estratégia mais eficiente para alocar memória para uma estrutura de dados que armazena um número variável de elementos, sabendo que o tamanho máximo dessa estrutura é conhecido a priori e que a fragmentação de memória deve ser minimizada?

Implementar um memory pool (pool de memória) com blocos de tamanho fixo, alocando e desalocando blocos dentro do pool conforme necessário, evitando a fragmentação externa. (C) Signup and view all the answers

Em um contexto de computação de alto desempenho (HPC), onde grandes volumes de dados precisam ser processados em paralelo, qual mecanismo de comunicação entre processos (IPC) seria mais apropriado para minimizar a latência e maximizar a throughput na troca de mensagens entre nós de computação, considerando a necessidade de escalabilidade e tolerância a falhas?

Remote Direct Memory Access (RDMA) para transferência direta de dados entre a memória de diferentes nós de computação, contornando o sistema operacional e minimizando a latência e o overhead da CPU. (D) Signup and view all the answers

No desenvolvimento de drivers de dispositivo para sistemas operacionais modernos, qual técnica seria essencial para lidar com interrupções de hardware de forma eficiente, garantindo que o sistema responda prontamente a eventos externos sem comprometer a estabilidade e o desempenho?

Dividir o tratamento de interrupção em duas partes: uma rotina de tratamento de interrupção rápida (ISR) que executa o mínimo de trabalho possível e agenda uma rotina de tratamento de interrupção atrasada (DPC) para realizar o restante do processamento em um contexto de menor prioridade. (C) Signup and view all the answers

Ao projetar um sistema de banco de dados distribuído com alta disponibilidade e tolerância a falhas, qual estratégia de replicação de dados seria mais adequada para garantir a consistência dos dados em caso de falhas de nós, minimizando a latência de escrita e maximizando a throughput de leitura?

Quorum replication, onde as escritas são confirmadas após serem replicadas em um número mínimo de nós (quorum), e as leituras exigem a leitura de um número suficiente de nós para garantir a consistência, oferecendo um equilíbrio entre consistência e disponibilidade. (D) Signup and view all the answers

Na implementação de um sistema operacional de tempo real (RTOS), qual técnica de escalonamento de tarefas seria mais apropriada para garantir que tarefas críticas para a segurança (safety-critical) recebam prioridade absoluta e sejam executadas dentro de um prazo máximo (deadline), mesmo em cenários de alta carga do sistema?

Escalonamento por taxa monotônica (rate-monotonic scheduling - RMS), onde as tarefas são escalonadas com base em suas taxas de execução, e as tarefas com taxas mais altas recebem maior prioridade. (B) Signup and view all the answers

Em um sistema de realidade virtual (VR) que busca proporcionar uma experiência imersiva e sem interrupções, qual seria a estratégia mais eficaz para minimizar a latência entre os movimentos da cabeça do usuário e a atualização da imagem exibida nos óculos VR, considerando as restrições de potência computacional e largura de banda?

Utilizar rendering assíncrono (asynchronous timewarp) para distorcer a imagem renderizada com base nas mudanças de postura da cabeça do usuário detectadas após o início da renderização, minimizando a latência. (D) Signup and view all the answers

Ao projetar um sistema de armazenamento em nuvem escalável e tolerante a falhas, qual arquitetura de armazenamento de objetos seria mais apropriada para garantir a durabilidade dos dados, mesmo em caso de falhas simultâneas de múltiplos nós de armazenamento, minimizando o overhead de armazenamento e maximizando a disponibilidade dos dados?

Erasure coding, onde cada objeto é dividido em fragmentos de dados e paridade, permitindo a reconstrução dos dados mesmo com a perda de alguns fragmentos, oferecendo um bom equilíbrio entre durabilidade e overhead. (D) Signup and view all the answers

Flashcards

Ciclo

Instrução repetida até uma condição ser falsa.

Variável

Entidade que armazena um valor mutável.