Resumo de Sistemas Computacionais
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Questions and Answers

De acordo com a Lei de Moore, qual é a taxa aproximada de crescimento dos recursos de um circuito integrado?

  • Triplica a cada 24 meses.
  • Duplica a cada 12 meses.
  • Quadruplica a cada 18 meses.
  • Duplica a cada 18 a 24 meses. (correct)
  • Qual dos seguintes tipos de memória é considerado volátil e oferece a maior velocidade de acesso?

  • ROM
  • SSD
  • Pen-drive
  • SRAM (correct)
  • Qual é a principal diferença entre o SSD e o pen-drive, além do tipo de interface de acesso?

  • Volatilidade
  • Capacidade de armazenamento
  • Tecnologia de armazenamento (correct)
  • Velocidade de escrita
  • Custo por gigabyte
  • Se um monitor utiliza 8 bits para cada cor primária (vermelho, verde e azul) por pixel, com uma resolução de 1280x1024, quantos bytes são necessários para guardar a informação de uma imagem completa?

    <p>3.932.160 bytes (C)</p> Signup and view all the answers

    Assumindo uma largura de banda de 100 Mb/s, qual o tempo aproximado para transmitir uma imagem do monitor descrito, com resolução 1280x1024 e 8 bits por cor?

    <p>0,04 segundos (D)</p> Signup and view all the answers

    Com base no conteúdo fornecido, qual é o aumento de velocidade ideal (ai) para um programa que corre em 16 processadores, em relação a um único processador?

    <p>1500% (B)</p> Signup and view all the answers

    Qual é a razão entre o aumento de velocidade real (ar) e o aumento de velocidade ideal (ai) para um programa que corre em 8 processadores, considerando o overhead descrito no conteúdo?

    <p>0,723 (B)</p> Signup and view all the answers

    Se um programa necessita de 100 segundos para ser executado em um único processador e possui um overhead de 4 segundos por processador, qual é o tempo de execução real (tr) em 32 processadores?

    <p>7,13 segundos (D)</p> Signup and view all the answers

    Considerando a fórmula F = I x CPI / T, qual é o fator de aumento necessário na frequência de relógio (F) para que o desempenho de um programa seja 1,2 vezes maior, mantendo o número de instruções (I) e o tempo de execução (T) constantes?

    <p>1,714 (D)</p> Signup and view all the answers

    Se um programa tem um tempo de execução de 750 segundos e uma contagem de instruções de 2,389 x 10^12, qual é o tempo de cada ciclo de relógio (Tciclo), se o CPI (Clock Cycles Per Instruction) é de 0,943?

    <p>0,333 ns (D)</p> Signup and view all the answers

    Um programa com um CPI de 0,943 é executado em um processador com uma frequência de 3 GHz. Quantas instruções este programa executa por segundo?

    <p>3,18 x 10^9 instruções (D)</p> Signup and view all the answers

    Considerando o benchmark SPEC CPU2006 bzip2, qual é o SPECratio para um processador AMD Barcelona que executa o benchmark em 750 segundos, com tempo de referência de 9650 segundos?

    <p>12,87 (A)</p> Signup and view all the answers

    Se o overhead para executar um programa em múltiplos processadores é de 4 segundos por processador e o tempo de execução em um único processador é de 100 segundos, qual é o número máximo de processadores que podem ser utilizados para obter um aumento de velocidade real maior que 500%?

    <p>8 (C)</p> Signup and view all the answers

    Qual é a taxa de compressão mínima necessária para transmitir um vídeo de 24 imagens por segundo em 1 segundo numa rede de 100 Mb/s, considerando que cada imagem tem 3.932.160 x 8 bits?

    <p>7,55 (C)</p> Signup and view all the answers

    Qual é o número de instruções por segundo para o processador P3?

    <p>1.818.181.818,18 instruções/s (A)</p> Signup and view all the answers

    Se o processador P2 executar um programa em 10 segundos, qual o número de ciclos de relógio?

    <p>25.000.000.000 ciclos (B)</p> Signup and view all the answers

    Supondo que o CPI aumentou 20% e o tempo de execução deve ser reduzido 30%, qual é a nova frequência de relógio necessária para atingir o tempo de execução desejado?

    <p>4.9 GHz (A)</p> Signup and view all the answers

    Se o processador P1 executar um programa com um CPI de 1,5 e uma frequência de relógio de 3 GHz, quantas instruções são executadas em 10 segundos?

    <p>20.000.000.000 instruções (A)</p> Signup and view all the answers

    A Lei de Amdahl, mencionada no texto, é frequentemente utilizada para avaliar o impacto de melhorias no desempenho de um sistema. Qual dos seguintes é o pressuposto central da Lei de Amdahl?

    <p>A melhoria no desempenho de um sistema é limitada pela parte do sistema que não pode ser otimizada. (D)</p> Signup and view all the answers

    O conceito de 'pipelining' no contexto de computadores é similar a qual analogia?

    <p>Um grupo de trabalhadores em uma linha de montagem, onde cada um realiza uma etapa específica. (A)</p> Signup and view all the answers

    A melhoria no desempenho de um sistema de computadores, mencionada no contexto de paralelismo, muitas vezes implica a utilização de mais de um núcleo de processamento. Quais dos seguintes benefícios se espera que essa estratégia de paralelismo traga para o sistema?

    <p>Capacidade de executar tarefas complexas em menor tempo. (D)</p> Signup and view all the answers

    A hierarquia de memória, como descrita no texto, é projetada para solucionar qual problema inerente ao design de computadores?

    <p>A otimização do uso de recursos de memória, geralmente limitada pela relação entre velocidade e capacidade. (D)</p> Signup and view all the answers

    O texto argumenta que o paralelismo, 'pipelining' e hierarquia de memória são essenciais para manter o ritmo previsto pela Lei de Moore. Qual é a principal implicação da Lei de Moore para o desenvolvimento de computadores?

    <p>O número de transistores em um chip dobra a cada 18 meses, levando a um aumento exponencial no desempenho. (A)</p> Signup and view all the answers

    No cenário descrito no enunciado, com os 120 segundos dedicados às operações de leitura e escrita de memória e 80 dedicados a outras operações, qual seria o tempo de execução total após a melhoria de 4 vezes na velocidade das operações de memória, utilizando a Lei de Amdahl?

    <p>140 segundos (C)</p> Signup and view all the answers

    Considerando o tempo de execução original de 200 segundos e a melhoria de 4 vezes na velocidade das operações de memória, qual a fração do tempo de execução do programa que representa a parte que NÃO se beneficiou dessa melhoria?

    <p>2/5 (C)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Taxa de compressão mínima

    Relação entre o tamanho do ficheiro original e da versão compactada, calculada para transmissão de vídeo.

    Instruções por segundo (IPS)

    Número de instruções que um processador executa em um segundo, dependente da frequência e CPI.

    Ciclo do processador

    Unidade de tempo que mede a frequência em que um processador executa operações.

    CPI (Ciclos por Instrução)

    Média de ciclos necessários para executar uma instrução em um processador.

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    Redução de tempo de execução

    Diminuição do tempo necessário para completar a execução de um programa.

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    Lei de Moore

    Previsão que afirma que os recursos dos circuitos integrados dobram a cada 18 a 24 meses.

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    Volatilidade da memória

    Classificação que indica se a memória mantém dados sem energia (não volátil) ou não (volátil).

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    DRAM

    Memória volátil que permite leitura e escrita, mas é mais lenta que a SRAM.

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    Cálculo de bytes de imagem

    Para um ecrã 1280x1024 com 8 bits RGB, o total de bytes é 1280 x 1024 x 3.

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    Tempo de envio de imagem

    O tempo para enviar uma imagem pela rede depende da largura de banda e do tamanho.

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    Frequência da CPU

    F = I x CPI / T, onde I é o nº de instruções.

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    Cálculo de F2

    F2 = (1,2/0,7) x F, indicando aumento de 71,4%.

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    Tempo de execução em múltiplos processadores

    Com p processadores, cada um usa t/p + overhead.

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    Tempo de execução ideal ti

    ti = t / p, tempo por processador sem overhead.

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    Tempo de execução real tr

    tr = t / p + 4, pois inclui overhead.

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    Aumento de velocidade ideal ai

    ai = t / ti - 1, medindo eficiência ideal.

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    Aumento de velocidade real ar

    ar = t / tr - 1, com overhead considerado.

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    CPI (Cyclic Per Instruction)

    CPI = TempoCPU / (Nº de instruções x Tempo ciclo).

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    Paralelismo

    A capacidade de realizar operações simultaneamente, melhorando o desempenho do computador.

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    Pipelining

    Técnica que permite a execução de diferentes estágios de uma tarefa ao mesmo tempo, aumentando a eficiência.

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    Hierarquia de Memórias

    Modelo que organiza a memória em níveis, equilibrando velocidade, capacidade e custo.

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    Lei de Amdahl

    Foco na melhoria de partes do sistema para aumentar o desempenho geral.

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    Tempo de Execução

    Tempo total gasto na execução de um programa, incluindo todas as operações.

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    Operações de Leitura e Escrita

    Processos que envolvem acesso e modificação de dados na memória.

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    Study Notes

    Resumo de Sistemas Computacionais

    • A única constante para os projetistas de computadores é a mudança rápida, controlada pela Lei de Moore.
    • A lei de Moore afirma que os recursos de circuitos integrados dobram a cada 18 a 24 meses.
    • Este crescimento foi previsto por Gordon Moore em 1965, um dos fundadores da Intel.
    • Os projetistas precisam prever a tecnologia futura de computadores para criar projetos duradouros.

    A Lei de Moore

    • A Lei de Moore descreve uma observação empírica: o número de transistores em circuitos integrados duplica a cada dois anos.
    • É importante questionar se este crescimento é sustentável e se haverá um limite.

    Classificação de Memórias/Dispositivos de Armazenamento

    • DRAM: volátil, leitura e escrita.

    • SSD: não volátil, leitura e escrita.

    • Pen-drive: não volátil, leitura e escrita.

    • SRAM: volátil, leitura e escrita.

    • Fita magnética: não volátil, leitura e escrita.

    • ROM: não volátil, somente leitura.

    • SRAM é o dispositivo mais rápido, seguido por ROM e DRAM.

    • Pen-drives e SSD têm velocidades semelhantes, diferindo principalmente na interface de acesso (USB vs. SATA/SCSI).

    • A fita magnética é o dispositivo mais lento.

    Desempenho

    • O desempenho de um processador é medido em instruções por segundo (MIPS), calculado dividindo a frequência do relógio pelo CPI.
    • Os processadores com maior frequência e menor CPI têm maior desempenho.

    Compressão de Vídeo e Imagem

    • A informação de uma imagem de 1280x1024 pixels com 8 bits por cor primária requer 3.932.160 bytes.
    • Enviar esta imagem em uma rede de 100 Mb/s leva cerca de 0,315 segundos.
    • A taxa de compressão é necessária para o armazenamento e transmissão de vídeo em uma rede.

    Comparação de Processadores

    • A comparação do desempenho entre processadores diferentes, utilizando a frequência do relógio e o CPI, auxilia na escolha do melhor processador para uma aplicação.

    Tempo de Execução

    • O tempo de execução de um programa pode ser reduzido usando múltiplos processadores.
    • O tempo de execução também pode ser reduzido usando técnicas como paralelismo ou pipelining, que otimizam o desempenho do processador.
    • Overhead é adicional, tempo desnecessário para o processamento.

    Diferenças entre Fine-Grained e Coarse-Grained Multithreading

    • Fine-grained multithreading troca de threads a cada instrução para maximizar o uso do tempo de processamento.
    • Coarse-grained multithreading troca de threads durante eventos de latência longa (ex.: acesso à memória) para minimizar o desperdício de recursos.

    Conceitos de Abstração em Sistemas Computacionais

    • Níveis de abstração em sistemas computacionais servem como estruturas hierárquicas, simplificando a complexidade, facilitando a compreensão e o desenvolvimento.

    • As três camadas principais são: Hardware (físico), Sistema Operativo (interface) e Software Aplicacional.

    API (Interface de Programação de Aplicações)

    • É um mecanismo de programação que permite aos programadores invocarem serviços e funcionalidades de sistemas externos.

    Configuraçoes de Hardware MIMD

    • MIMD é caracterizado por vários processadores com instruções e dados separados.

    Nível de Abstração Mais Elevado

    • O nível de abstração mais elevado em componentes de computação é a aplicação (ex. um programa de folha de cálculo).

    Componentes Digitais

    • Circuitos integrados, portas lógicas e arquitetura do processador são componentes digitais.

    Código de Ética dos Administradores de Sistemas

    • Os administradores de sistemas devem ser honestos, assumir responsabilidade pelos seus erros, e evitar conflitos de interesse, bem como dar boas informações e assistência.

    Uso do Comando su

    • O comando su deve ser usado com cautela, apenas quando necessário, e não compartilhe a senha root com outros usuários.

    Responsabilidades do Sistema Operativo

    • O sistema operativo é responsável pela gestão de memória e processos, e pela interpretação de comandos.
    • Não mostra a previsão meteológica.

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    Quiz Team

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    Description

    Este quiz explora os conceitos fundamentais dos sistemas computacionais, com foco na Lei de Moore e na classificação de diferentes tipos de memórias e dispositivos de armazenamento. Entenda como a tecnologia de computadores evolui e quais os limites dessa evolução. Os tópicos abordam desde circuitos integrados até dispositivos como DRAM e SSD.

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