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Questions and Answers
Qual é a função do ciclo de relógio-tempo no contexto de um sistema operacional?
Qual é a função do ciclo de relógio-tempo no contexto de um sistema operacional?
A frequência do relógio, medida em Hz, representa o número de ciclos de relógio que ocorrem em um segundo.
A frequência do relógio, medida em Hz, representa o número de ciclos de relógio que ocorrem em um segundo.
True (A)
O que significa CPI (ciclos por instrução)?
O que significa CPI (ciclos por instrução)?
O CPI é um indicador da quantidade de ciclos de relógio necessários para executar uma única instrução de máquina. É usado para avaliar a eficiência do processador.
O tempo de CPU é calculado multiplicando o número de ______ pelo tempo de ciclo de relógio.
O tempo de CPU é calculado multiplicando o número de ______ pelo tempo de ciclo de relógio.
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Relacione os termos abaixo com suas respectivas definições:
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A operação LÓGICA 'NOT' retorna 1 (verdadeiro) se a entrada for 0 (falso).
A operação LÓGICA 'NOT' retorna 1 (verdadeiro) se a entrada for 0 (falso).
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Qual das seguintes afirmações sobre as operações lógicas AND e OR é VERDADEIRA?
Qual das seguintes afirmações sobre as operações lógicas AND e OR é VERDADEIRA?
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Transistores são dispositivos eletrónicos básicos que constituem as ______ lógicas.
Transistores são dispositivos eletrónicos básicos que constituem as ______ lógicas.
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Explique, de forma concisa, a relação entre o domínio analógico e o funcionamento de um transistor como um interruptor controlado por corrente.
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Relacione os conceitos com as suas descrições:
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Todos os computadores possuem CPU, memória e dispositivos de entrada/saída, mesmo aqueles que não são visíveis ou perceptíveis ao usuário.
Todos os computadores possuem CPU, memória e dispositivos de entrada/saída, mesmo aqueles que não são visíveis ou perceptíveis ao usuário.
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O que representa a organização do computador?
O que representa a organização do computador?
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O que são portas lógicas e qual é sua função?
O que são portas lógicas e qual é sua função?
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Um ______ é um dispositivo eletrônico que integra milhões ou bilhões de unidades elétricas básicas e possui uma funcionalidade específica. Ex: um processador pode ser um chip, e a memória pode ser composta por vários chips.
Um ______ é um dispositivo eletrônico que integra milhões ou bilhões de unidades elétricas básicas e possui uma funcionalidade específica. Ex: um processador pode ser um chip, e a memória pode ser composta por vários chips.
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Relacione os termos com suas respectivas definições:
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Qual a principal característica de um sistema multiprocessador com memória compartilhada?
Qual a principal característica de um sistema multiprocessador com memória compartilhada?
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A Lei de Andahl sugere que, quanto mais processadores forem adicionados a um sistema, maior será o ganho de desempenho.
A Lei de Andahl sugere que, quanto mais processadores forem adicionados a um sistema, maior será o ganho de desempenho.
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Quais são os desafios de se construir programas paralelos?
Quais são os desafios de se construir programas paralelos?
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O modelo de programação ______ é uma forma comum de programar um sistema MIMD, onde um único programa é construído e as ramificações são atribuídas a diferentes processadores.
O modelo de programação ______ é uma forma comum de programar um sistema MIMD, onde um único programa é construído e as ramificações são atribuídas a diferentes processadores.
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Relacione os modelos de computação paralela com suas características:
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Study Notes
Tipos de Computadores
- Computadores pessoais (PCs) geralmente incluem tela, teclado, mouse e processamento de alta intensidade (IA).
- Servidores e supercomputadores são projetados para processamento intensivo.
- Computadores embutidos (embedded) são dispositivos integrados em outros equipamentos.
- Dispositivos móveis (PMDs) são dispositivos com bateria autônoma.
Servidores e Nuvem
- Os servidores estão a crescer, formando clusters para armazenamento de dados.
- A computação em nuvem usa servidores remotos para armazenar e processar dados.
- Saas (Software as a Service) é um modelo de software baseado na nuvem.
Arquitetura de Computadores
- A lei de Moore prevê o aumento da capacidade dos circuitos integrados a cada 18-24 meses.
- A lei de Moore ajuda projetistas a prever novas tecnologias.
- Abstração: camadas de abstração em programação escondem os detalhes de hardware.
- Paralelismo permite executar operações independentes simultaneamente.
- Antecipação é antecipar situações futuras.
Hierarquia de Memórias
- Existem memórias rápidas e caras com pequena capacidade e memórias mais baratas e lentas com maior capacidade.
- Os componentes de computadores são tolerantes a falhas usando redundância em cada nível.
Camadas de Aplicações
- Descreve o processo de traduzir linguagens de alto nível (como C, C++) em linguagem de máquina (Assembly, código de máquina).
- O compilador traduz linguagens de alto nível para código de máquina.
- O assemblador converte o código Assembly para o código de máquina.
- As partes de um computador são Entrada, Saída, Memória, Caminho de dados e Controle (CPU, processador).
Acesso a Memórias
- Memória Cache de acesso muito rápido acessando os dados dentro do processador.
- Acesso a memória aleatória (DRAM) usada para armazenar dados enquanto o computador está em uso.
Arquiteturas
- As arquiteturas CISC (Complex Instruction Set Computing) utilizam instruções mais complexas.
- As arquiteturas RISC (Reduced Instruction Set Computing) utilizam instruções mais simples.
- As arquiteturas ARM são usadas em dispositivos móveis e tablets.
Desempenho Computacional
- Desempenho é medido pelo tempo de resposta (execução) ou largura de banda (capacidade de processamento de dados).
- Desempenho = 1 / tempo de execução.
- Tempo de CPU: tempo gasto pelo processador na execução de um programa.
- Ciclo de relógio: tempo mínimo para um operação básica no processador.
- Freqüência de relógio: inverso do ciclo de relógio (1 ciclo por segundo).
Tempo de CPU
- Tempo de CPU = número de ciclos de relógio * ciclo de relógio do programa.
- CPI (ciclos por instrução) = nº de ciclos de relógio necessários para completar uma instrução.
- Tempo de execução do programa = número de instruções * CPI / freqüência do relógio .
Fatores Indiretos
- Fatores que afetam o desempenho: Frequência de relógio do processador, a quantidade de instruções num programa, e o número médio de ciclos de relógio por instrução.
Barreiras de Energia
- Custo energético associado ao processamento de dados está associado com a frequência do relógio ou temperatura.
- A velocidade do processador e a temperatura influenciam as estratégias para projetos de computadores.
- A otimização (otimização de energia nos projetos de processadores) é importante para os componentes de hardware e software de computadores.
Melhoria de desempenho.
- A lei de Amdahl descreve o melhor desempenho que pode ser obtido no sistema.
- As instruções por segundo (IPS) estão relacionadas à frequência do relógio.
- O tempo de execução que é afetado por erros pode ser otimizado.
Máquinas de Estado Finito
- Modelam um sistema com um número finito de estados onde o estado seguinte depende do atual e de uma entrada.
- Diagramas de transição de estados representam mudanças de estados em um sistema.
- Estados são representados por círculos e as transições com linhas.
- Os estados iniciais e finais são representados por setas.
Formalismos Complexo para Computações
- Expressões regulares descrevem padrões de símbolos.
- Máquinas de pilha usam um dispositivo de memória (pilha) para armazenar resultados temporários.
- Gramáticas independentes de contexto descrevem padrões de símbolos.
- Máquinas de Turing têm memória de acesso aleatório, com mesma expressividade de computadores atuais.
Abstração e Comunicação entre Camadas
- Níveis de abstração organizam computadores, separadamente em dominios de software (aplicativos, linguagens de programação, bibliotecas, sistemas operativos) e digital (domínio do software; domínio digital).
- Abstrações (domínio analógico): abstração sobre o funcionamento eletrônico do computador (ex: tensão elétrica).
Domínio de Software
- Aplicações são programas projetados para usuários sem conhecimento técnico.
- Linguagens de programação: meios de expressar a lógica subjacente ao funcionamento da aplicação.
- Código fonte: descrição legível da aplicação.
- Bibliotecas e FrameWorks: componentes pré-escritos de programas que incluem funcionalidades comuns.
- Sistemas Operacionais: camada de software para comunicação entre as aplicações e os componentes do computador.
Arquitetura de Computadores
- Arquitetura do computador: descreve o funcionamento interno do hardware, incluindo componentes como processador, memória e dispositivos de entrada/saída.
Classificação de Hardware Paralelo
- SISD (single instruction, single data): processador único executa uma instrução em um dado.
- MIMD (multiple instruction, multiple data): vários processadores executam diferentes instruções em diferentes dados.
- SPMD (single program, multiple data): um programa é executado em vários processadores em diferentes dados.
- SIMD (single instruction, multiple data): um processador executa instruções em vários dados simultaneamente.
Multithreading por Hardware
- Técnica de otimizar uso do processador quando uma thread espera por outro recurso.
- Fine-grained multithreading: múltiplas threads mudam após cada instrução.
- Coarse-grained multithreading: troca de thread ocorre apenas quando há espera significante.
- O multithreading permite aumentar a utilização do processador, melhorando o desempenho do sistema.
Processadores Multicore e Memória Partilhada
- Memória partilhada é uma técnica usada em processadores multicore para compartilhar dados entre os diferentes núcleos.
- Arquitetura de memória unificada (UMA): todos os processadores compartilham a mesma memória física.
GPU
- A GPU (Unidade de Processamento Gráfico) é um coprocessador que funciona em conjunto com o processador central (CPU) para realizar cálculos mais complexos e intensivos.
Clusters e Computadores de Grande Escala
- Clusters são grupos de computadores interconectados trabalhando em conjunto para melhorar o desempenho global.
- Utilização de paralelismo é aplicada para melhorar o desempenho e a escalabilidade em sistemas distribuídos.
- Problemas relacionados com a escalabilidade, custos operativos e comunicação.
Modelos de Computação em Nuvem
- Modelos para sistemas computacionais distribuídos, onde os recursos estão disponíveis à distância.
- Usando SaaS, PaaS, IaaS.
Benchmarks
- Programas que testam o desempenho de hardware (processadores, componentes e sistema de armazenamento).
- Podem medir o desempenho de operações de ponto flutuante, aritmética, ou operações relacionadas a Memória.
- Resultado: uma indicação do desempenho dos componentes.
Administração de Sistemas
- Planejamento e projeto de redes ou sistemas de backup.
- Criar ou remover contas de usuário.
- Ajustar ou corrigir problemas de software.
- Instalando ou atualizando software principal e/ou essencial.
- Mantendo a segurança do sistema.
- Usuário root/superusuário permite executar comandos e funções com alta prioridade sem restrições no sistema operacional.
- Usando "sudo" para executar tarefas como superusuário/raiz.
Interfaces para administração
- Linha de comandos e interface gráfica para interagir com os comandos do sistema operacional do computador.
- As interfaces oferecem ferramentas de administração, como consulta, histórico e execução de comandos.
Comunicação com os usuários
- Implementar políticas de segurança e gestão de recursos.
Código de Ética
- Profissionalismo, Integridade, Privacidade, Atualizações de conhecimento e responsabilidade social.
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Description
Teste seus conhecimentos sobre a função do ciclo de relógio-tempo e conceitos relacionados em sistemas operacionais. Este quiz aborda tópicos como frequências, ciclos por instrução e operações lógicas, além de abordar a estrutura fundamental de um computador. Prepare-se para aprender e reforçar sua compreensão desses processos técnicos.
