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Questions and Answers
A banda larga (bandwidth) é a quantidade total de trabalho realizado por um computador em um determinado período de tempo.
A banda larga (bandwidth) é a quantidade total de trabalho realizado por um computador em um determinado período de tempo.
True (A)
O desempenho de um computador é medido pela razão entre ______ e o tempo de execução.
O desempenho de um computador é medido pela razão entre ______ e o tempo de execução.
trabalho realizado
Quais dos seguintes são fatores chave que afetam o desempenho do CPU? (Selecione todos os que se aplicam)
Quais dos seguintes são fatores chave que afetam o desempenho do CPU? (Selecione todos os que se aplicam)
O que é um ciclo de relógio (Clock cycle) em relação ao CPU?
O que é um ciclo de relógio (Clock cycle) em relação ao CPU?
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Relacione os termos com as suas definições:
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A frequência de relógio do CPU (Clock rate) é representada em Hertz (Hz).
A frequência de relógio do CPU (Clock rate) é representada em Hertz (Hz).
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Explique o conceito de 'barreira de energia' em relação aos CPUs.
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Quais das seguintes opções são alternativas à abordagem tradicional de aumentar a frequência do relógio para melhorar o desempenho do CPU?
Quais das seguintes opções são alternativas à abordagem tradicional de aumentar a frequência do relógio para melhorar o desempenho do CPU?
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A arquitetura de um processador com mais de um 'core' é chamada de ______.
A arquitetura de um processador com mais de um 'core' é chamada de ______.
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Linguagens de baixo nível são preferíveis para escrever Sistemas Operacionais porque permitem abstrações mais complexas.
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Qual das seguintes opções NÃO é uma função do Kernel do Sistema Operacional?
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As _____ são como partes pré-feitas que os programadores podem usar para incluir funcionalidades comuns em seus programas, sem se preocupar com os detalhes da implementação.
As _____ são como partes pré-feitas que os programadores podem usar para incluir funcionalidades comuns em seus programas, sem se preocupar com os detalhes da implementação.
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Qual das seguintes é uma vantagem dos sistemas multiprocessadores?
Qual das seguintes é uma vantagem dos sistemas multiprocessadores?
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A lei de Amdahl afirma que o desempenho de um programa pode ser infinitamente melhorado com o uso de vários processadores se todas as partes do programa forem paralelizáveis.
A lei de Amdahl afirma que o desempenho de um programa pode ser infinitamente melhorado com o uso de vários processadores se todas as partes do programa forem paralelizáveis.
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Explique a diferença entre bibliotecas e frameworks em termos de controle de fluxo do programa.
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Combine cada componente de um computador com sua função principal:
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Quais são os desafios que surgem na construção de programas paralelos?
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O modelo de programação ______ é uma forma comum de programar para multiprocessadores, onde um único programa é executado em vários processadores, com as diferentes partes do programa sendo atribuídas a diferentes processadores.
O modelo de programação ______ é uma forma comum de programar para multiprocessadores, onde um único programa é executado em vários processadores, com as diferentes partes do programa sendo atribuídas a diferentes processadores.
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A largura da arquitetura de um computador é medida em bits e define a quantidade de dados que o processador pode ler da memória em uma única instrução.
A largura da arquitetura de um computador é medida em bits e define a quantidade de dados que o processador pode ler da memória em uma única instrução.
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Qual é o elemento mais importante da arquitetura de um computador?
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Relacione os seguintes modelos de computação paralela com as suas características:
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O Sistema Operacional é um software que gerencia diretamente o _____ do computador, fornecendo uma interface para os aplicativos e bibliotecas.
O Sistema Operacional é um software que gerencia diretamente o _____ do computador, fornecendo uma interface para os aplicativos e bibliotecas.
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Explique a função do Sistema Operacional na comunicação entre aplicativos e dispositivos externos.
Explique a função do Sistema Operacional na comunicação entre aplicativos e dispositivos externos.
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A maioria dos Sistemas Operacionais modernos já vêm com aplicativos básicos pré-instalados, como editores de texto e calculadoras.
A maioria dos Sistemas Operacionais modernos já vêm com aplicativos básicos pré-instalados, como editores de texto e calculadoras.
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Qual é a função principal de um servidor no modelo cliente-servidor?
Qual é a função principal de um servidor no modelo cliente-servidor?
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Em uma rede peer-to-peer, todos os computadores são iguais em termos de funções e responsabilidades.
Em uma rede peer-to-peer, todos os computadores são iguais em termos de funções e responsabilidades.
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Quais são as duas formas principais de fornecimento de serviços em redes peer-to-peer?
Quais são as duas formas principais de fornecimento de serviços em redes peer-to-peer?
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Em um modelo cliente-servidor, qual é o papel principal do servidor?
Em um modelo cliente-servidor, qual é o papel principal do servidor?
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Em redes peer-to-peer, todos os computadores têm o mesmo poder de processamento.
Em redes peer-to-peer, todos os computadores têm o mesmo poder de processamento.
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O que é um gargalo em um sistema?
O que é um gargalo em um sistema?
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O paralelismo em nível do processador visa melhorar o desempenho do sistema executando ______ independentes ou simultâneos em processadores diferentes.
O paralelismo em nível do processador visa melhorar o desempenho do sistema executando ______ independentes ou simultâneos em processadores diferentes.
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Combine os termos com as suas definições:
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Qual das seguintes opções NÃO é uma característica de uma rede peer-to-peer?
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Um microprocessador multicore possui vários processadores (cores) em um único circuito integrado.
Um microprocessador multicore possui vários processadores (cores) em um único circuito integrado.
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Em sistemas SMP (processadores e memória partilhada), todos os processadores compartilham ______ único.
Em sistemas SMP (processadores e memória partilhada), todos os processadores compartilham ______ único.
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Explique como o paralelismo pode aumentar a velocidade de execução de um programa.
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Um programa de processamento paralelo pode ser executado em vários processadores, com cada processador executando uma parte diferente do programa simultaneamente.
Um programa de processamento paralelo pode ser executado em vários processadores, com cada processador executando uma parte diferente do programa simultaneamente.
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Qual das seguintes opções descreve melhor o conceito de 'pipelining'?
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No topo da hierarquia de memórias encontramos memórias mais lentas e mais baratas.
No topo da hierarquia de memórias encontramos memórias mais lentas e mais baratas.
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O que é um compilador?
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O __________ é o menor elemento de imagem individual em um ecrã LCD.
O __________ é o menor elemento de imagem individual em um ecrã LCD.
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Associe cada componente de saída de dados com sua descrição:
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Qual é um dos principais objetivos do sistema operativo?
Qual é um dos principais objetivos do sistema operativo?
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As camadas de abstração dependem unicamente do hardware.
As camadas de abstração dependem unicamente do hardware.
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Study Notes
Tipos de Computadores
- Computador Pessoal (PC): display gráfico, teclado, software de terceiros, uso individual
- Servidores: executam programas simultaneamente, acessados via rede, múltiplos utilizadores
- Super Computadores: alto desempenho, múltiplos processadores, acesso a programas computacionalmente "pesados", custo elevado, configurados como servidores para vários utilizadores
- Computadores Embedded (incorporados): computadores dentro de outro dispositivo, executam aplicações pré-determinadas, integrados em automóveis, televisões, máquinas de lavar, etc.
- Dispositivos Móveis (PMD): dispositivos portáteis, conectividade à internet, softwares instalados por download (apps), ex: smartphones , tablets.
Clusters de Servidores
- Clusters de servidores: formados por vários servidores, usado em centros de dados
- Computação em nuvem: distribui aplicações por vários computadores do cluster.
- Saas (Software as a Service): softwares executados na nuvem, acesso pela internet, poupando espaço
Unidades de Informação
- Bits: dígitos binários (0's e 1's)
- Bytes: 8 bits
- KB (Kilobyte), MB (Megabyte), GB (Gigabyte), TB (Terabyte), PB (Petabyte): unidades de informação usadas na conveniência de cálculos, na base binária, usadas por programadores
Oito Grandes Ideias em Arquitetura de Computadores
- 1ª Lei de Moore: os circuitos integrados duplicam sua capacidade a cada 18-24 meses.
- Abstração: camadas superiores abstraem os detalhes das camadas inferiores, o software torna-se mais tratável.
- Rapidez dos casos comuns: investir em casos frequentes e fáceis.
- Desempenho através do paralelismo: realizar várias operações simultaneamente para maior desempenho.
- Pipelining: separar uma tarefa em etapas sequenciais e processar as etapas simultaneamente.
Camadas de Abstração
- Aplicações / Software
- Sistema operativo Sistemas
- Compilador
- Linguagem "assembly"
- Linguagem máquina
Entrada & Saída
- Output: ecrã de cristal líquido (LCD), pixel, resolução (pixels na horizontal x verticais), cada pixel com 3 bytes (24 bits).
- Input: teclado, rato, microfone, ecrã, impressora, altifalantes, caminho de dados, memória, CPU (processador).
CPU
- Frequência de relógio, Ciclo do CPU, tempo de execução.
Barreira de Energia
- Frequência do relógio está diretamente relacionada à energia necessária para o funcionamento do CPU.
- Uniprocessadores vs. Multiprocessadores: dificuldade em processar tudo em simultâneo.
- Benchmark: conjunto de programas, para testes e comparação do desempenho de computadores.
Leis de Amdahl
- Aumento do desempenho possível em um sistema é limitado pelo grau de uso dessa melhoria.
Máquinas de Estados
- Representam sistemas com um número limitado de estados.
- Diagramas de transição de estados: mostram as mudanças de estados e as transições entre eles.
Abstração e Comunicação entre Camadas
- Níveis de abstração em um computador.
- Aplicações, linguagens, bibliotecas, sistemas operativos.
- Aplicações, circuitos integrados, portas lógicas.
Aplicações (Software)
- Programas utilizados pelos utilizadores.
- Linguagens de programação: permitem aos programadores criar programas e softwares.
- Linguagens de alto nível: abstração, conceitos afastados dos detalhes do hardware.
- Linguagem de baixo nível: proximidade ao hardware.
Bibliotecas Vs. Frameworks
- Bibliotecas: o programador tem o controlo (flexibilidade).
- Frameworks: o framework controla a estrutura (menos flexibilidade).
Sistemas Operativos (SO)
- Gerencia o computador.
- A maior parte dos SO já inclui aplicações básicas, como editor de texto e calculadora.
- Kernel: núcleo do sistema operativo.
- Escalonamento: garante que as tarefas sejam executadas de forma eficiente.
Paralelismo
- Multiprocessador: Sistema com dois ou mais processadores.
- Paralelismo em nível de processamento/tarefa: executar programas simultaneamente em processadores diferentes.
- Programação paralela: programar um programa para ser executado simultaneamente.
- Cluster: conjunto de computadores ligados em rede.
Construção de Programas Paralelos
- Divisão do programa em partes que podem ser executadas em paralelo.
- Sincronização de threads: evitar que os processadores interfiram uns nos outros.
- Minimizar a comunicação: reduzir a necessidade de troca de dados.
Multithreading no Hardware
- Threads partilham as unidades funcionais do processador.
- Threads mais leves do que processos, partilham o mesmo contexto de memória.
- Multithreading: forma de otimizar o processador e reduzir o tempo de espera quando threads sofrem interrupções.
- Multithreading, variações quanto a tempo de interrupções
- SMP (Shared memory multiprocessor): Espaço de memórias partilhado.
Organização CLÁSSICA de um SMP
- Processadores, caches, conectividade, memória, I/O.
- Modelos de memória: UMA, NUMA (acessível a todos).
- Comunicação entre processadores: uso comum de memória (e caches associados).
Unidades de Processamento Gráfico (GPU)
- GPU é altamente paralela, com diversos processadores.
- Mais velozes em tarefas específicas que requerem muitos cálculos, como jogos e processamento de imagens.
- Complementam a CPU, não substituem.
- Multithreading como forma de aumentar seu desempenho.
Clusters e Computação de Grande Escala
- Clusters são formados por vários computadores trabalhando em conjunto,
- Geralmente com um sistema de comunicação eficiente e partilham memória.
POS – Computação na Nuvem
- Diferentes modelos de computação na nuvem são oferecidas a diversos níveis.
- Infraestrutura, plataforma e aplicativo.
- Benchmarks de Desempenho: programas para testar os sistemas.
- Modelos de Desempenho: usados para medir os resultados, com diferentes parâmetros e pontos de medição.
Introdução: Administração de Sistemas
- Planear, criar redes e garantir backups.
- Administrar contas de utilizador, softwares, segurança.
- Objetivos: garantir um ambiente de trabalho eficaz, seguro e eficiente para os utilizadores.
O Suporte de Utilizador
- Acesso à informação e recursos do sistema, para as tarefas dos utilizadores.
- Diferença entre contas normais e de superutilizador.
Studying That Suits You
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Description
Teste seus conhecimentos sobre desempenho de CPU e conceitos de sistemas operacionais. Este quiz abrange termos como largura de banda, ciclo de relógio e a função do kernel. Prepare-se para responder perguntas sobre arquitetura de processadores e linguagens de programação de baixo nível.
