Lista de Exercícios nº 1

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Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC
Campus Universitário de Araranguá
Curso de Bacharelado em Tecnologias da Informação e Comunicação
Disciplina de Introdução à Computação
Professor Dr. Juarez Bento da Silva
Acadêmico: Cristiano S. P. de Abreu 
Lista de Exercícios nº 1 – Organização e Arquitetura de Computadores
1. O que representam Ada Byron King e Grace Murray Hopper na evolução da computação?
Ada Byron: considerada a primeira programadora da história, trabalhou na máquina analítica de Babbbage que conheceu em 1832.
Grace Hooper: "Amazing Grace" / entre 1940 e 1950 se converteu em pioneira e propulsora da programação em computadores. Criou a linguagem flowmatic em 1951 desenvolveu o primeiro compilador denominado A-0 (Math Matic), em 1980 apresentou a primeira versão do Common Business Oriented Language (cobol)
2. Defina arquitetura e organização de computadores. Exemplifique estes conceitos.
John Von Neumann propôs em um padrão de arquitetura que é seguido até hoje.
A máquina proposta por ele conta com os seguintes componentes: uma Memória, uma Unidade Aritmética e Lógica (ULA), uma Unidade Central de Processamento (UCP), composta por diversos Registradores, e uma Unidade de Controle (UC), cuja função é a mesma da tabela de controle da máquina de Turing universal: buscar um programa na memória, instrução por instrução, e executá-lo sobre os dados de entrada. 
Os computadores executam quatro funções distintas sendo elas: Entrada, Processamento, Armazenamento/recuperação de dados e saída. Para que um computador trabalhe é necessária à inserção de informações (entrada). Seguindo as instruções fornecidas pelos programas, o computador processa os dados oriundos da entrada (processamento) armazenando-os logo em seguida para posterior utilização. As informações produzidas ficam disponíveis para utilização (saída) e a menos que se desejem as informar e produzir novamente, elas devem ser armazenadas em um dispositivo de armazenamento estável.
3. Faça um diagrama de blocos ilustrando os componentes básicos e a organização de uma arquitetura do tipo PC e comente sobre as funcionalidades de cada item.
4. Relacione em uma única frase os três conceitos: Escala de integração; Transistores e Poder de processamento.
Estes três fatores remetem a Lei de Moore, pois, o aumento da integração (nº de transistores em um único chip) traz associado a si um número maior de transistores que possibilitam a implantação de novos circuitos e funcionalidades ampliando o poder de processamento.
5. Quantos Kilobytes estão contidos em 0,5 Gigabytes e quantos Megabytes estão contidos em 2 Gigabytes?
524288 e 2048 respectivamente
6. Explique como é formada a hierarquia de memória dos computadores modernos.
Se imaginarmos uma pirâmide teríamos na base as memórias não voláteis de menor custo, com maior capacidade de armazenamento, mas de menor velocidade de acesso, como discos magnéticos, ópticos, memória flash e primária (RAM). E no topo da pirâmide temos as memórias voláteis mais rápidas, caras mas com pouca capacidade de armazenamento como é o caso das memórias cachês, e os registradores. 
7. Onde está localizada a memória cache? Para que serve esta memória?
Localiza-se na própria pastilha da CPU e serve para armazenar os dados mais requisitados pelo processador, agilizando o acesso aos dados.
8. Quais são os principais tipos de memória secundária?
Discos Magnéticos, ópticos, Memória Flash.
9. Caracterize a arquitetura de Von Neumann: apresente seus módulos componentes e suas funcionalidades e explique a importância do modelo de Von Neumann nas arquiteturas atuais.
A arquitetura de Von Neumann possui os módulos apresentados na figura. Esta arquitetura é um modelo de computador que possui uma unidade de armazenamento única, a memória, onde são mantidas, simultaneamente, as instruções de um programa em execução e os dados que este programa manipula. A unidade central de processamento (CPU) é responsável pela execução das operações, provendo meios tanto para realizar o controle da execução (como o cadenciamento das instruções) como para efetivar as operações (tais as operações matemáticas requeridas) Dispositivos de entrada e saída permitem a comunicação deste sistema computacional com o meio externo.
10. Quais as diferenças entre CD-ROM, CD-R e CD-RW?
CD-ROM Permite apenas leitura, CD-R permite gravação uma única vez e CD-RW permite fazer Re-Gravação diversas vezes. 
11. Como a informação binária, 0 ou 1, é armazenada nos seguintes dispositivos: Memória principal; Disco rígido e DVD.
12. Por que aumentar a quantidade de dados que pode ser armazenada no banco de registradores de um processador geralmente melhora seu desempenho?
Pois os Registradores estão no topo da hierarquia das memórias, e a memória mais rápida, logo quanto maior o banco de registradores maior será o desempenho.
13. Qual a diferença entre ROM e RAM? Dê exemplos de memórias para cada um deles.
ROM: Read Only Memory. é um tipo de memória que permite apenas leitura EX.: CD-ROM RAM: Random Access Memory. Ou Memória de acesso aleatório que permite leitura e escrita EX: Memórias Primárias
14. Qual é o maior número binário (sem sinal) que pode ser representado com 8 bits?
1111 1111
15. Quantos bits correspondem a uma memória de 64 Kbytes?
524288
16. O que é um barramento em um sistema computacional? Descreva o propósito dos seguintes barramentos: a. Barramento de Endereços; b. Barramento de Dados; c. Barramento de Controle.
Um sistema de barramentos é definido como um conjunto físico de linhas de sinal que possuem funções específicas dentro do sistema. O sistema de barramentos de um microcomputador é composto de 3 barramentos independentes em suas funções elétricas: o barramento de endereços, o barramento de dados e o barramento de controle.
– O Barramento de Endereços é apenas de saída (em relação CPU) e define o caminho de comunicação dentro do sistema.
– O Barramento de Dados é bidirecional, sendo o meio de comunicação entre os componentes do sistema. Na saída de dados da CPU, estes são gerados pelo microprocessador (CPU) e enviados à uma unidade que é selecionada pelo barramento de endereços. Na entrada de dados, estes são gerados por uma unidade particular e enviados ao microprocessador.
– O Barramento de Controle, como o próprio nome indica, envia e recebe os sinais de controle necessários à transferência de dados no sistema. Este barramento é composto, basicamente, de 4 tipos de sinais: leitura de memória ativa, escrita de memória ativa, entrada através de dispositivo externo ativo e saída através de dispositivo externo ativo.
17. Qual barramento define a quantidade máxima de memória que o computador pode ter? Um computador cujo processador possui um barramento de endereços de 32 bits que quantidade máxima de memória que esse processador poderia endereçar?
Barramento de Endereços / 232 = 4GB 
18. Qual é o propósito do relógio (clock) do sistema? O que é a freqüência de clock? Qual é a grandeza utilizada para medir essa freqüência? O que é o período de clock? Qual é a relação entre a freqüência de clock e o período de clock?
Tem a função de sincronizar e ditar a medida de tempo de transferência de dados no computador. Esta freqüência é medida em ciclos por segundo, ou Hertz
19. Existem dois tipos básicos de memória RAM: a RAM estática (SRAM) e a memória RAM dinâmica (DRAM). Fale sobre cada um desses tipos de memória. Qual desses tipos de memória é normalmente utilizado para composição de uma memória cache?
DRAM: Memória dinâmica. Caracteriza-se pelo fato de perder os valores sempre que é lida. Os valores são perdidos e têm de ser reescritos, o que faz aumentar os tempos de acesso. SRAM: Memória estática. A sua denominação surge por contraponto com a DRAM, pois esta conserva os seus valores da leitura, não sendo necessário perder o tempo de reescrita dos valores, aumentando por isso o seu desempenho. Geralmente utilizada em memórias Cache.
20. O que é aLei de Moore? Qual seu impacto sobre os tipos de computadores e sobre os processadores e a memória?
A lei de Moore surgiu em 1965 através de um conceito estabelecido por Gordon Earl Moore. Tal lei dizia que o poder de processamento dos computadores (entenda computadores como a informática geral, não os computadores domésticos) dobraria a cada dezoito meses. Vale frisar que de modo algum Gordon queria se referenciar a sua empresa (Gordon é co-fundador da Intel), pois ele não havia como ter certeza que a empresa conseguiria evoluir em tal ritmo.