EXERCÍCIOS Resolvidos de Computação 1

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EXERCÍCIOS DE COMPUTAÇÃO – EE/CC
1) Definir os seguintes termos, e relacioná-los por meio de diagrama, quando possível:
Linguagem de Máquina
Consiste no método de programação que se utilizou na 1ª geração de computadores onde o modo de programação era feita por chaves posicionais e em binários.
Linguagem Assembly
Foi a primeira linguagem de programação utilizada, seu uso foi até 1956, é considerada de mais baixo nível depois da linguagem de maquina.
Linguagem de Alto Nível
É uma linguagem de programação com um nível de abstração maior diferente do código de maquina que se utiliza de 0 e 1. A primeira linguagem considerada de alto nível é o Fortran.
d) Assembler 
Foi desenvolvido como intermédio da Linguagem Assembly, para servir de tradutor para a linguagem de maquina.
Compilador
É um programa de computador que a partir de um código fonte escrito em uma linguagem compilada, cria um programa semelhante porem escrito em código aberto.
2) Descreva as principais características do ENIAC.
 Foi o primeiro computador digital eletrônico de grande escala, começou a ser desenvolvido em 1943 durante a II Guerra Mundial para computar trajetórias táticas que exigissem conhecimento substancial em matemática, mas só se tornou operacional após o final da guerra.Sua capacidade de processamento era de 5.000 operações por segundo, O ENIAC era programado através de milhares de interruptores, podendo cada um dele assumir o valor 1 ou 0 consoante o interruptor estava ligado ou desligado. Para programá-lo era necessária uma grande quantidade de pessoas que percorriam as longas filas de interruptores dando ao ENIAC as instruções necessárias para computar, ou seja, calcular. Existia uma equipe de 80 mulheres na Universidade da Pensilvânia cuja função era calcular manualmente as equações diferenciais necessárias para os cálculos de balística.
3)Para cada um dos personagens, descreva: nacionalidade, época e principais contribuições.
Joseph Márie Jacquard
Em 1801, Joseph Márie Charles (Jacquard), mecânico francês, constriuiu um tear automático com entrada de dados via cartões perfurados para controlar a confecção de tecidos.
Charles Babbage
Em 1833, o inglês Charles Babbage projetou a sua Máquina Analítica ou Diferencial, que possuía memória, programa, unidade de controle e periféricos.
Ada Augusta Byron
Em 1842, a inglesa Ada Augusta Byron King, condessa de Lovelace, fez o primeiro estudo sobre aritmética binária. Escreveu o primeiro algorismo para ser processado pela Máquina Analítica de Charles Babbage.
George Boole
Em 1854, o inglês George Boole desenvolveu a teoria da Álgebra de Boole, que considerava apenas dois números {0,1}, que permitiu o desenvolvimento da teoria de circuitos lógicos, operações {AND, OR, NOT}
Herman Hollaith
O empresário norte-americano, no ano de 1885, construiu a máquina de recenseamento utilizada no censo de 1890 dos EUA. A máquina efetuava leitura de cartões de papel perfurados com as informações em código BDC (Decimal Codificado em Binário)
Konrad Zuse
O alemão Konrad Zuse, engenheiro e pioneiro da computação, criou o complemento do primeiro computador de programa controlado por fita quadrada, o Z3, em 1941. Inventou o 1º computador eletromecânico, constituído por relés, efetuava o cálculo e exibia os resultados por fita perfurada.
Alan Turing
O ingles Alan Mathinson Turing, em 1936, desenvolveu a teoria de uma máquina capaz de resolver qualquer problema computável. Foi denominada Máquina de Turing. Em 1943, sobre à liderança de Turing, foi projetada o Colossus, computador utilizado para quebrar o segredo alemão codificado pela máquina Enigma.
John Von Newmann
O húngaro nacionalizado estadunidense John Von Newmann produziu o trabalho sobre a estrutura de um computador chamado EDVAC. Estabeleceu as bases para arquiteturas das gerações seguintes, chamada de Arquitetura de Von Newmann.
Blaise Pascal
Em 1642, o francês Blaise Pascal, utilizando o princípio do ábaco, implementou uma máquina automática de calculos, denominada La Pascaline. Efetuava soma e subtração.
John Napier
No século XVI, o escocês John Napier inventou o logaritmo e uma máquina capaz de multiplicar e dividir automaticamente.
4) Pesquise o seguinte livro e responda o que se pede
Quem foi Leonardo de Pisa, e qual a contribuição dele para a difusão do sistema decimal hindu-arábico?
Leonardo de Pisa, mais conhecido como Fibonacci, fez a primeira grande tentativa de introduzir a notação hindu-arábica. Fibonacci era um dos grandes matemáticos europeus da Idade Média, seu pai era chefe de um importante centro de comércio ultramarino em Bugia, na costa da África do norte. Desde os 12 anos, já observava métodos árabes. Quando foi para uma viagem, notou que os sistemas numéricos do Egito, Síria, Grécia e França eram inferiores, e escreveu um livro para explicar o sistema árabe quando voltou à Pisa. O livro foi nomeado Livro Abaci, mas não foi tão influente pois era muito grande. Embora os esforços de Fibonacci tiverem pouco sucesso, a ideia dos numerais hindu-arábicos foi gradualmente se expandindo na Europa.
O que era a máquina denominada “Enigma”?
A máquina Enigma adatada pela força alemã era usada para codificar e decodificar mensagens escritas na Segunda Guerra Mundial. 
O que era a máquina denominada “Colossus”?
A máquina Colossus era um computador digital eletrônico que foi construído para ser capaz de decodificar o alfabeto produzido pela versão germânica “Enigma”.
Comente as contribuições de Claude Elwood Shannon
Em 1937, Claude Elwood Shannon estabeleceu uma ligação entre os circuitos elétricos e o formalismo lógico. Durante a Segunda Guerra Mundial, Shannon começou a desenvolver uma descrição matemática da informação, dando origem a um ramo de estudo conhecido como Teoria da Informação. Deu ainda importantes contribuições na área de Inteligência Artificial.
5) Caracterize as gerações de computadores pela tecnologia de hardware (equipamentos) e forma de programação.
	1ª Geração
	2ª Geração
	3ª Geração
	4ª Geração
	ENIAC
	Transistor 
	Circuitos Integrados
	Microprocessadores
	Válvulas, relés
	Diodo
	Memória em Estado Sólido
	Computadores Compactos
	Ling. De Maquina
	Ling. Assembly
	Compiladores
	Microsoft DOS
	Arquitetura Von Newman
	Ling. Fortran
	Sistema de Tempo compartilhado
	UNIX, Linguagem de alto nível
6) Apresente o polinômio geral dos sistemas de numeração.
 ∑N * (DX*B^i)
7 )Descreva o método para converter um número escrito em uma base qualquer para a base 10.
Multiplica-se o numero que deseja ser convertido pela base que deste numero elevado a posição que o número está. Depois se soma cada numero que passa por esse processo.
8 )Descreva o método para converter um número escrito na base 10 para uma base qualquer.
Esse método é dividido em 2 partes, a parte inteira e a parte fracionária. A parte inteira divide-se o numero pela base que se deseja transformar, os restos da divisão são reorganizados de baixo para cima sendo esse seu numero convertido. A parte fracionária temos que pegar o numero depois da vírgula e multiplicar pela base que queremos converter e reorganizar de maneira que sempre pegar o primeiro número antes da virgula, esta então será sua parte fracionária.
9) Descreva o método para conversão de números entre as bases 2 e 2n (4, 8, 16, ....). Construa as correspondentes
	Base 16
	Base2
	0
	0000
	1
	0001
	2
	0010
	3
	0011
	4
	0100
	5
	0101
	6
	0110
	7
	0111
	8
	1000
	9
	1001
	A
	1010
	B
	1011
	C
	1100
	D
	1101
	E
	1110
	F
	1111
tabelas de conversão.
	
	Base 8
	Base 2
	0
	000
	1
	001
	2
	010
	3
	011
	4
	100
	5
	101
	6
	110
	7
	111
	Base 4
	Base2 
	0
	00
	1
	01
	2
	10
	3
	11
	
10 Quantos dígitos binários possuem os seguintes números inteiros (pense em utilizar logaritmos):
a)122333444455555 46, 7978 ~ 47	
b) 1234567890 31	
c) 112233445566778850	
d) 9345678 24	
e) 343234 19
f) 324123434 28
g) 4545804 22
h) 9484585556 33
i) 348484 22
Faça as seguintes conversões de bases.
(1227.15)10 = (?)2
1227/16 = 76 [11]
76/16 = 4 [12]
4/16 = 0 [4]
0,15 x 16 = 2,4
0,4 x 16 = 6,4
0,4 x 16 = 6,4
	(4CB.266)16 -> (01011001011,001001100110)2
(432)8 = (?)2
4 = 100
3 = 011
2 = 010
1 = 001
(100011010)2
(FA0.8C)16 = (?)10
15 x 16^2 + 10 x 16^1 +8 x 16^-1 + 12 x 16^-2
(4000.75)10
(417.43)10 = (?)2
417/16 = 26 [1]
26/16 = 1 [10]
1/16 = 0 [1]
0,43 x 16 = 6,88
0,88 x 16 = 14,08
0,8 x 16 = 12,08
(1A1.6EC)16 -> (000110100001.010111101100)2
(712)8 = (?)2
7 = 111
1 = 001
2 = 010
(111001010)2
(1BD1,A1)16 = (?)10
1 x 16^3 + 11x 16^2 + 13 x 16^1 + 1 x 16^0 + 10 x 16^-1 + 1 x 16^-2
(7117,75)10
(86,24)10 = (?)2
86/16 = 5 [6]
5/16 = 0 [5]
0,24 x 16 = 3,84
0,84 x 16 = 13,44
0,44 x 16 = 7,04
(56,3C7)16 -> (01010110,001111000111)2
(633)8 = (?)16
(101011011)2 -> (19B)16
(FA0.BC)16 =(?)8
(111110100000.10111110)2 -> (7640.574)8
(2454.15)10 = (?)2
2454/16 = 153 [6]
153/16 = 9 [9]
9/16 = 0 [9]
0.15 x 16 = 2.4
0.4 x 16 = 6.4
0.4 x 16 = 6.4
(996.266)16 -> (100110010110.001001100110)2
(472)8 = (?)2
(100111010)2
(AD.C)16 = (?)2
(10101101.1100)2
(AAAA)16 = (?)2
(1010101010101010)2
(10101.01)2 = (?)10
1 x 2^4 + 1 x 2^2 + 1 x 2^0 + 1 x 2^-2
(21.25)10
(11111)2 = (?)10
2^4 + 2^3 + 2^2 + 2^1 + 2^0
(31)10
(111...111)2 = (?)10
Sn = ((2^n)-1)/2
(0.111...111)2 = (?)10
Sn = ((2^-n)-1)/2
(010101...010101)2 = (?)10
Sn = ((2^n)-1)/3
(010010...010010)2 = (?)10
Sn = ((2^n+1)-1)/7
(222...222)4 = (?)10
(101010...101010)2
Sn = ((2^n)-1)/3
(555...555)8 = (?)10
Sn = 5 ((8^n)-1)/7
(FFF...FFF)16 = (?)10
Sn = (16^n)-1
12)Considerando que N = (D3D2D1D0)3 é um número representado na base 3, pede-se: Qual a condição que relaciona os dígitos Di necessária para que o equivalente decimal de N seja par ou ímpar?
= 2 (13D3 + 4D2 + D1) + D3 + D2 + D1 + D0
As somas dos dígitos vão determinar se o número é par ou ímpar.
13) Considerando que N = (D3D2D1D0)2 é um número representado na base 2, pede-se: Qual a condição que relaciona os dígitos Di necessária para que o equivalente decimal de N seja par ou ímpar?
= 2 (4D3 + 2D2 + D1) + D0
O valor do último dígito determinará se o número é par ou ímpar.
14)Considerando que N = (D3D2D1D0)2 é um número representado na base 2, pede-se: Qual a condição que relaciona os dígitos Di necessária para que o equivalente decimal de N seja múltiplo de 4?
= 4 (2D3 + D2) + 2D1 + D0
O valor dos dois últimos determinará se o número é múltiplo de 4.
 15) Preencha a seguinte tabela para a operação de soma de binários. CI indica o Carry no início e CO o Carry resultante.
	CI
	A
	B
	C
	CO
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	1
	0
	0
	1
	0
	1
	0
	0
	1
	1
	0
	1
	1
	0
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	1
	1
	0
	0
	1
	1
	1
	1
	1
	1
	BI
	A
	B
	C
	BO
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	0
	0
	1
	1
	0
	0
	1
	0
	0
	1
	1
	1
	0
	1
	0
	1
	1
	1
	0
	0
	0
	1
	1
	1
	1
	1
16 Preencha a seguinte tabela para a operação de subtração de binários. BI indica o Borrow no início e BO o Borrow resultante.
18 Para cada um dos operadores lógicos abaixo relacionados apresente a tabela de valores (tabela verdade) e o símbolo utilizado na representação
	A
	B 
	A and B
	 A OR B
	A XOR B
	NOT A
	0
	0
	0
	0
	0
	1
	0
	1
	0
	1
	1
	1
	1
	0
	0
	1
	1
	0
	1
	1
	1
	10
	0
	0
	Símbolo 
	
	. , ^. &, AND
	+, V, /, OR
	XOR, 
	~A, A’
do circuito lógico equivalente:
20 Para que servem as técnicas de representação de dados ? 
Para representarmos os tipos de dados de maneira adequado, como inteiro sem sinal ou inteiro com sinal, podendo assim utilizar o método mais desejado sem problemas ou falhas.
21)Qual a faixa de representação nos métodos BP, MS, C-1, C-2 e EXC, para as seguintes quantidades de bits.
Binário Puro	 Módulo-Sinal	 	 C-1 C-2	 Excesso 
	0 ~ 2^n
	-(2^n)-1 ~ (2^n)-1
	-(2^n)-1 ~ (2^n)-1
	-(2^n)-1 ~ (2^n)-1
	-(2^n)-1 ~ (2^n)-1
22 Represente os seguintes valores de X em BP, MS, C-1, C-2 e EXC. Considerar N = 9 bits.
-63
BP = ∄	MS = 100111111	C-1 = 111000000	C-2 = 111000001					EXC = 011000001
-500 
BP = ∄	MS = ∄		C-1 = ∄		C-2 = ∄		EXC = ∄
 600
BP = ∄	MS = ∄		C-1 = ∄		C-2 = ∄		EXC = ∄
+0
BP = 000000000	MS = 000000000	 C-1 = 0000000000	
C-2 = 000000001	EXC = 100000000
23 Obter os valores de X que originaram as seguintes representações, considerando de forma independente que
foram codificados pelos métodos BP, MS, C-1, C-2 e EXC. Considerar N = 9 bits.
001001100
BP = 76	MS = +76	C-1 = +76	C-2 = +76	EXC = -56
100100000
BP = 288	MS = -32	C-1 = -223	C-2 = -224	EXC = +32
111111111
BP = 511	MS = -255	C-1 = -0		C-2 = +1	EXC = +127
010101010
BP = 170	MS = +170	C-1 = +170	C-2 = +170	EXC = -86
24 Explique por que a preferência pelo método de representação Complemento de dois.
 Pois o 0 e o -0 ocupam posições diferentes, sendo que em outros métodos isso não ocorre.
 
26 Qual a forma mais utilizada para representar informação textual ?
Através da tabela ASCII, que associa um caractere com um código numérico, sendo assim possível representar os dados.
27 Pesquise e informe o código ASCII correspondente a cada caracter indicado, e os caracteres correspondentes aos códigos ASCII indicados:
30 O método BCD (Binary-Coded Decimal ou Decimal Codificado em Binário) é muito comum em sistemas eletrônicos onde um valor numérico deve ser apresentado em um display. É uma técnica simplificada que engenheiros encontraram para representar números decimais. Pesquise e explique em que consiste este método.
Este método é criado com o intuito de se evitar erros de arredondamento e conversão durante a codificação de números decimais em formato binário.
Nesse método cada numero decimal é codificado separadamente como um numeral binário ,cada um dos decimais de 0- 9 são codificados em 4 bits, facilitando a leitura ,cada grupo de quatro bits é separado por um espaço.
31 Como evoluíram o tamanho da palavra, do barramento de dados e de endereço nos computadores 8086, 80286,
80386, e Pentium ?
8086: Palavras de 16 bits,barramento de dados de 16 bits,e barramento de endereços de 20 bits.
80268: Palavras de 16 bits,barramento de dados de 16 bits,e barramentos de endereços de 24 bits.
80386: Palavras de 32 bits,barramento de dados de 16 bits,e barramentos de endereços de 32bits.
Pentium: Palavras de 32bits,barramento de dados de 64 bits,e barramentos de endereços de 64 bits.
32 Qual a capacidade de endereçamento de memória em um sistema com os seguintes tamanhos em bits do barramento de endereço:
a) 12 capacidade de endereço é de 2^12: 4096 = 4KB
 b) 16 capacidade de endereço é de 2^16:65536=64KB
c) 24 capacidade de endereço é de 2^24:16777216= 16 MB
d) 32 capacidade de endereço é de 2^32: 4294967296= 4 GB.
e) N capacidade de endereço é de 2^N bytes.
33) O que é e quais são as funções básicas de um Sistema Operacional?
Iniciar o Hardware do computador,fornecer rotinas básicas para controle de dispositivos ,fornecer gerência,escalonamento e interação de tarefas,manter a integridade de sistema.
34 Desenhe a arquitetura básica de computador apresentada em sala de aula.
35 Liste as características de um ambiente computacional que influenciam o desempenho global. Descreva brevemente o que vem a ser esta característica. Por exemplo:
◊ Clock: freqüência de trabalho do processador, cuja finalidade é sincronizar as ações das diferentes partes de um sistema computacional. É medido em Hz. Atualmente os processadores típicos possuem clocks acima de 2 GHz.
Tamanho do Data Bus: barramento de dados (dataBus ) é por ibde trafega a informação qualificada como dado. O tamanho da via de dados determina respectivamente o numero de instruções( e portanto o potencial de processamento) e a precisão do processamento aritmético (através do calculo do ponto flutuante) ou o numero de símbolos possíveis a ser representando (por exemplo,pontos de uma foto).Por exemplo: o processador 8085 possui 8 bits no barramento então o maximo é 256 instruções e variaves numéricas entre -128...+127(Ou 0 a 255).
Tamanho do Address Bus: barrramento de endereço (Address bus) é por onde trafega informação qualificada como endereço.A largura de um barramento de endereços,juntamente com o tipo de elementos de memória endereçáveis ,determina quanta memória pode ser acessada.Por exemplo um barramento de enndereços de 16 bits de largura pode especificar 2^16 de locações de memória ,enquanto um barramento de endereços de 32 bits (comum em processadores de pcs ) pode endereçar 2 ^32 de locações.
Cachê: memória situada entre a Cpu e a memória RAM possui um tempo de acesso menor em relação a RAM,mas sendo suficiente pra acomodar o trecho da RAM que está sendo referenciado num determinado momento.
Pipeline: Técnica inspirada em linha de produção,onde o processamento de uma instrução na CPU passa por etapas,sendo elas : Fetch.decode,execution e write. Essas partes são independentes, um para cada ciclo de execução.
Processamento Paralelo: Esta técnica visa multiplicar uma parte ou toda uma CPU permitindo que trecho distintos de um programa ou mesmo distintos programas possam ser processados simultaneamente.A cpu com processamento escalar é capaz de operar apenas sobre um dado.Por exemplo : a instrução de soma é capaz de somar um numero com outro numero produzindo um resultado.
Processamento Vetorial: Em um processador vetorial,um único resgistrador da cpu é capaz de conter múltiplos dados ,e as instruções podem operar com estes múltiplos dados.Por exemplo : em uma CPU com processamento vetorial é possível trazer quatro inteiros da Ram para o CPU e acomodá-los em um registrador; em seguida uma instrução de soma poderá adicionar estes quatro inteiros a uns quatros inteiros produzindo como resultado quatro inteiros,tudo ao mesmo tempo.