Lista N2 Aspectos Teóricos da Computação

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A) Responda de acordo com a vídeo-aula “A evolução dos computadores” da UNIVESP publicada no YOUTUBE 
1) Liste os computadores eletrônicos citados e classifique-os de acordo com os tipos apresentados.
Computador de mesa(desktop) classificado como um computador tradicional;
O supercomputador Watson da IBM e os mainframes, classificados como grandes computadores;
Notebooks, netbooks, tablets e smartphones, classificados como computadores portáteis;
Computadores presentes em câmeras digitais, maquinas de cartão, leitores de livros eletrônicos, maquinas de caixas eletrônicos, instrumentos musicais e televisores, classificados como computadores embarcados.
Computadores que fazem o controle de aviões, equipamentos médicos, controles de missões como as da NASA, controladores de usinas nucleares, classificados como sistemas críticos.
2) Quais os vários significados assumidos pela palavra “computador”?
É o que faz cômputos (pessoa ou máquina); Calculista; Sentidos ligados a informatica: computador analógico, computador assíncrono, computador baseado a caneta, computador de colo, primeira geração, computador digital, computador eletrônico, computador infectado e computador pessoal.
3) Antes de existir os computadores eletrônicos para que foram utilizados os computadores humanos?
Foram utilizados para fazer cálculos para uma determinada tarefa; por muito tempo computadores humanos foram utilizados para construir tabelas que era usadas no dia-a-dia;
4) Quais as primeiras máquinas calculadoras utilizadas e quais seus princípios de funcionamento? Estenda suas pesquisas na Internet.
Ábaco: trabalha com contas (pedras); deu origem a palavra cálculo, que significa pedra. 
Calculadora de Schickard: máquina que utilizava técnicas como engrenagens inicialmente desenvolvidas para relógios; ela foi também chamada de ‘relógio calculador’. Ela foi colocada em uso prático por seu amigo Johannes Kepler, que revolucionou a astronomia.
Pascaline: A Pascaline em seu interior tinha como elemento essencial uma roda dentada construída com 10 "dentes". Cada "dente" corresponde a um algarismo, de 0 a 9. Com este mecanismo, o "vai um" quando se formava a dezena ou centena, por exemplo, tinha que ser feito manualmente.
Máquina calculadora de Leibniz: funcionava do mesmo modo da Pascaline, porém o "vai um" era feito de forma automática por um sistema de engrenagens, contudo não era totalmente confiável.
Arithmometre: primeira calculadora mecânica totalmente confiável; A Arithmomètre foi uma calculadora produzida pelo matemático Frances Thomas Colmar em 1820, usando os desenhos da calculadora de Leibniz. A calculadora de Colmar fazia as 4 operações básicas perfeitamente. Colmar patenteou a Arithmomètre e produziu 5000 exemplares, obtendo um grande sucesso com a venda dos exemplares. Pois, diferentemente das outras calculadoras mais antigas, a Arithmomètre era mais fácil de manusear.
5) Qual o grande diferencial das máquinas de calcular de Charles Babage em relação às anteriores? O que tinham de semelhante estas máquinas com os computadores atuais?
Foi a primeira a apresentar uma programação. Em relação as máquinas atuais, ela apresenta em comum a presença de um processador, uma memória e mecanismos de entrada e saída de dados.
6) Que princípio utilizado nos computadores eletrônicos atuais, utilizava a máquina de calcular de Konrad Zuse? Qual nova tecnologia, utilizou Zuse em suas máquinas de calcular?
Um sistema de lógica binária. Chaves de reles, que eram chaves magnéticas que abriam e fechava, produzindo assim a primeira máquina eletromecânico
7) Como a empresa IBM entrou na indústria de computadores? Em que ramo de negócios, atuava a IBM nos seus primórdios?
Financiando e investindo em um computador eletromecânico, o Mark I, de Aiken. No mercado de máquinas de comércio e escritórios.
8) Quem foi Herman Hollerith e qual a sua ligação com os primeiros computadores?
Foi o fundador da empresa IBM e no início de sua carreira utilizava máquinas para fazer a ordenação de dados do censo norte-americano
9) Como evoluíram os computadores de acordo com suas tecnologias de construção?
 Nas primeiras construções em 1672 ele foi desenvolvido por materiais mecânicos construídos por lines, onde realizavam os cálculos mecanicamente, em 1831 as construções de computadores foram realizadas pelo reles eletrônicos, já no século 20 tivemos o advento das válvulas eletrônicas em 1904 o diodo em 1907 o tríodo que permite o chaveamento em 1947 a invenção do transistor e em 1953 os primeiros transistores comerciais lançados nos mercados.
10) Quais os vários esforços para a construção de computadores eletrônicos realizadas utilizando a tecnologia da chamada 1ª geração?
A primeira geração dos computadores é marcada pela utilização de válvulas. A válvula é um tubo de vidro, similar a uma lâmpada fechada sem ar em seu interior, ou seja, um ambiente fechado a vácuo, e contendo eletrodos, cuja finalidade é controlar o fluxo de elétrons. A programação era realizada diretamente na linguagem de máquina, o que dificultava a programação e consequentemente despendia muito tempo. O armazenamento dos dados era realizado em cartões perfurados, que depois passaram a ser feitos em fita magnética.
Os principais computadores foram Atanasoff-Berry Computer (1941), Colossus (1944) ENIAC (1945). Todos criados com o intuito de ajudar na guerra em seus respectivos países.
11) O que caracterizava a 2ª geração de computadores e quais as perspectivas, da época para a utilização dos computadores?
Em 1952 surgiu um novo componente que apresentava inúmeras vantagens em
relação às antigas válvulas: ele tinha características como menor aquecimento, maior poder de cálculo e confiabilidade e um consumo de energia bem menor - com o adicional de que não necessitava de tempo para aquecer. A Bell Laboratories inventava o transistor. Os cálculos passaram a ser medidos de segundos para microssegundos. As linguagens utilizadas para esses computadores eram normalmente a FORTRAN, COBOL ou ALGOL. A partir desse momento, devido à maior facilidade e praticidade do transistor, muitos modelos de computador surgiram.
12) Como se deu realmente a evolução dos computadores eletrônicos até os dias de hoje? O que possibilitou essa evolução em relação a nossa vida hoje? 
A grande evolução dos computadores se deu por conta da capacidade de integração, onde cada vez mais se podia construir mais dentro do mesmo espaço, colocando cada vez mais transistores em uma única pastilha de silício e isso evoluindo cada vez mais com o passar do tempo.
B) Responda de acordo com a vídeo-aula “Computadores: hardware” da UNIVESP (https://www.youtube.com/watch?v=qQpXmzJHm8I) publicada no YOUTUBE:
1) O que é o Sistema Binário?
É o sistema de representação usado em computadores para dados e instruções, em que utiliza-se a Base 2 (apenas 0 e 1).
2) Escreva a sequência de valores de 0 a 15 no Sistema Binário.
0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111
3) O que é bit, byte e palavra? (pesquise)
Bit é a menor unidade de informação que pode ser armazenada ou transmitida. É geralmente usada na computação e teoria da informação. Um bit pode assumir somente 2 valores, como 0 ou 1. A codificação padronizada de byte foi definida como sendo de 8 bits. O byte de 8 bits é mais comumente chamado de octeto no contexto de redes de computadores e telecomunicações. Palavra é a unidade de informação natural usada por um tipo de processador. É um grupo de bits de tamanho fixo, que é processado em conjunto. A palavra começou por ser de 1 Byte, ou 8 bits (processadores de 8 bits), depois evoluiu para 16 bits (processadores de 16 bits), mais recentemente passou a 32 bits (processadores de 32 bits) e agora está a tornar-se comum uma largura de palavra de 64 bits (processadores de 64 bits).
4) Quais os módulos que compõem a estrutura geral de um Computador? (também conhecida como Arquitetura Básica de um Computador)
Placa-mãe,processador, memória principal, memória secundária e dispositivos periféricos.
5) Qual a funcionalidade de cada módulo?
Placa-mãe: É responsável por conectar e interligar os componentes do computador, ou seja, fazer com que Processador, Memória RAM, Disco Rígido, entre outros fiquem interligados para que trabalhem perfeitamente.
Processador: É um circuito integrado, que como seu nome diz, tem a função de processar os dados em um computador. É o componente mais, sendo considerado o cérebro do computador. Ele é responsável por algumas atividades, como: encontrar e executar instruções existentes na memória, realizar operações de entrada e saída, ler informações provenientes do teclado, transferir informações para monitor ou impressora. Memória principal: A memória principal é utilizada pelo processador para guardar (armazenar) os dados que estão sendo (processados) analisados. É uma memória volátil, pois ao se desligar o computador, todos os dados (informações) são perdidos.  
Memória secundária: Sua função é simplesmente guardar os dados. Na memória secundária ficam armazenadas todas as informações, como programas, arquivos do usuário e sistema operacional.
Dispositivos periféricos: Fazem a conversão de dados do "mundo real" para o processador e a conversão de dados do computador para o "mundo real".
6) O que o processador faz “essencialmente”?
Ele recebe instruções e dados, faz um processamento e produz o resultado.
7) Cite características que diferenciam um processador de outro. 
Quantidade de instruções que cada processador pode fazer, a complexidade de cada uma destas instruções e o tempo (quantidade de ciclos) necessário para executar as instruções.
8) O que é o conjunto de instruções de um processador e como se deu a evolução do mesmo?
As instruções são os cálculos que o processador tem a capacidade de realizar, onde recebe as instruções de dados de entrada e depois pela saída exibe os resultados dos cálculos. Na evolução dos processadores foi evoluída a quantidade de instruções que um processador pode fazer, por exemplo: o processador INTEL 4004 (1971) tinha 46 instruções e o INTEL I7 (2008) 1000+ instruções, podendo realizar as tarefas com muito mais facilidade.
9) O que é o clok do sistema? (Também conhecido como clock interno/ velocidade do relógio/pulso do sistema)
Clock é a Velocidade do relógio que é medida em Hertz (Hz), que significa instruções por segundo.
10) O que é um processador com vários núcleos (multicore)?
São processadores independentes dentro do chip, podendo realizar mais instruções dependendo da quantidade de núcleos disponíveis em cada chip, trabalhando individualmente cada um e aumentando drasticamente o processamento de instruções.
11) Diferencie Memória Principal, Memória Cache e Memórias Secundárias quanto às seguintes características: volatilidade, tempo de acesso e capacidade de armazenamento.
Memória Cache: Volátil, mais rápida que a memória principal, pois trabalha dentro do processador e possui mínima capacidade.
Memoria Principal: Volátil, mais rápida que a secundaria, porém mais lenta que a cache. Trabalha em conjunto com a cache transferindo novas informações para ela; possui baixa capacidade.
Memoria secundaria: Não Volátil, mais lenta dentre todas as outras, porem seu uso é para armazenamento e fornecer informações para a memória principal; possui grande capacidade.
12) Qual a finalidade da Memória Cache?
A memória cache tem a finalidade de receber as informações da memória ram e armazena-las, para depois passar essas informações para o processador com maior velocidade, quando o processador conclui a instrução, a memória cache passa uma nova informação para o processador calcular.
13) Exemplifique Dispositivos de Entrada.
Teclados, microfones, mouses, canetas, dispositivos de interação direta, telas sensíveis ao toque, webcam e scanner. 
14) Exemplifique Dispositivos de Saída.
Tradução do que o computador armazena internamente, para aquilo que o ser humano consegue entender, como por exemplos, monitores de vídeos, caixas de som, fones de ouvidos, impressoras e projetores.
15) Qual a finalidade dos dispositivos externos de armazenamento?
Uma das finalidades é transportar a informação de uma maneira mais fácil sem a necessidade de levar outro computador.
C)           Responda de acordo com a vídeo-aula “Computadores: hardware” da UNIVESP (https://www.youtube.com/watch?v=hjYehF3lFdQ) publicada no YOUTUBE:
 
1) O que é hardware?
É o conjunto de circuitos eletrônicos que compõem o computador.
2) Quais as diferenças entre os circuitos dos computadores e outros circuitos eletrônicos?
Essencialmente a diferença é que, ao contrário dos demais circuitos eletrônicos, os que compões os computadores são circuitos digitais
3) Nos circuitos digitais, como é feita a representação dos bits (0´s e 1´s)?
Através de sinais de voltagem, em que o nível alto seria o 1 e o nível baixo o 0.
4) Por que não distinguimos todos os componentes do circuito (transistores, resistores, etc.) quando examinamos uma placa de circuito de um computador?
Pois estes componentes encontram-se muito integrados.
5) Quais as duas partes principais de um circuito de computador?
O processador e a memória.
6) Como interagem, no ciclo de funcionamento de um circuito de computador, o processador e a memória?
O processador recebe instruções da memória, recebe também dados de entrada, produz por meio de alguma execução dados de saídas que por sua vez são novamente armazenados na memória.
7) O que faz a memória de um computador?
É responsável por armazenar dados.
8) Qual a diferença de memória dinâmica e estática?
Uma memória dinâmica perde a informação, sendo assim precisa refrescar(realimentar) a informação de tempos em tempos para que ela seja mantida por longos períodos de tempo.
Já a memória estática armazena informações permanentemente, logo ela é mais rápida já que não é necessário refrescá-la.
9) Quais funções, em relação aos dados (representados por bits), a memória realiza?
O dado (Bit) dentro da memória pode ser selecionado, escrito e lido.
10) Quais os tipos de bits tem uma memória?
O Bit de entrada ou saída que pode ser selecionado, escrito ou lido, possuindo bits de endereço, determinando qual bit eu desejo pegar, dentro dessa memoria será representado se vai ser lido ou escrito dependendo da posição que tiver determinado bit.
11) O que mudou “essencialmente” na funcionalidade e organização dos circuitos das primeiras memórias utilizadas, para as memórias utilizadas nos dias de hoje?
O que mudou essencialmente foi a quantidade de transistores que se podem colocar dentro de um chip de um processador, o conjunto continua sendo o mesmo desde o começo.
12) O que é o “ciclo de instrução” do computador? Qual é a sua sequência de passos? Por quanto tempo ele é executado?
O ciclo de instrução é toda a execução que o computador realiza, a partir do momento que ele é ligado até ele ser desligado. A sequência dos passos se inicia pela:
 1 - Busca da instrução, onde ele vai descobrir o que ele precisa fazer;
 2- Decodifica instrução
 3- Executa instrução
 4- Armazena resultado
 O tempo de execução depende do processamento e clock que o processador possui.
13) O que acontece durante a “busca de instrução”?
O contador de programa dentro do processador tem o endereço da instrução que deve ser buscada dentro da memória, então ele pega este endereço, ativa a memória e leva a instrução para dentro do processador.
14) O que contém o Contador de Programa?
Ele contém a instrução, armazenando o endereço de cada instrução que está sendo executada ou o endereço da próxima instrução.
15) O que acontece durante a “decodificação de instrução”?
A unidade de controle do processador vai olhar os bits buscados da memória e vai entender a sequência de passos que deve ser executada na instrução.
16) O que faz a Unidade de Controle?
São sinais internos que coordenam a sequência de comandos para a execuçãode cada instrução.
17) O que acontece durante a “execução de instrução”?
O processador vai seguir a instrução, coletar os dados na memória e no final vai realizar o cálculo dos valores na unidade de execução.
18) O que faz a Unidade de Execução (também conhecida como Unidade Lógico-Aritmética)?
A unidade de execução é a que realiza o determinado cálculo, depois que os dados de entrada são escolhidos e selecionados é ela que executa as informações trazendo o resultado final.
19) O que acontece durante o “armazenamento de resultado”?
O Resultado é armazenado e é feita uma preparação para que no próximo ciclo o processador pegue a instrução correta, reajustando o contador de programa.
20) O que é uma operação lógica? O que é uma porta lógica?
As operações lógicas são aquelas que trabalham com os 0 e 1 e os circuitos que as implementam são as portas lógicas, sendo assim realizando o cálculo das instruções.
21) O que contém uma Unidade Lógico-Aritmética?
A tecnologia utilizada foi inicialmente relés, herança da telefonia, e posteriormente válvulas, herança da radiofonia. Com o aparecimento dos transistores, e depois dos circuitos integrados, os circuitos da unidade aritmética e lógica passaram a ser implementados com a tecnologia de semicondutores.
22) Quais as partes que compõe um processador qualquer?
Os componentes básicos são: Contador de programa (PC), registrador de instrução, unidade de controle, unidade de execução e registradores.
23) O que preconiza a “Lei de More”?
O Crescimento de transistores dentro de chips, praticamente dobrando a cada 18 meses. Que é chamado de "Lei de More".
24) O que mudou e o que não mudou de essencial na organização e arquitetura dos primeiros processadores para os processadores atuais?
Não mudou as partes básicas do processador, ou seja, não tem variado muito ao longo dos anos, possuindo as mesmas partes básicas o tempo todo.
O principal fator de evolução dos processadores tem sido a ampliação do número de componentes nos circuitos integrados.
D)           Responda de acordo com a vídeo-aula “Sistemas Operacionais” da UNIVESP (https://www.youtube.com/watch?v=WruRR-8aPF0) publicada no YOUTUBE:
1) O que é um sistema operacional?
É um dos componentes do software de um sistema que vai preparar o hardware para que suporte a execução de natureza diversa.
2) Já que o hardware dos computadores têm os mesmos componentes, como é que os diferentes computadores conseguem executar tarefas tão diversificadas?
Através da programação proposta ao software, pois este sim diferencia as diversas tarefas executadas pelos hardwares.
3) Qual a diferença de software e programa (ou aplicativo)?
Um programa ou aplicativo é uma sequencia de instruções para o processador, já o software é um conjunto de programas e aplicativos.
4) O que é uma instrução de máquina? Como uma instrução de máquina é representada?
É uma sequencia de instruções em uma linguagem que o computador entende e é representada por bits.
5) Quem define qual o conjunto de  instruções um processador é capaz de compreender e executar?
O conjunto de projetistas de um processador.
6) O que são linguagem de máquina, linguagem assembler e linguagem de alto nível?
Linguagem de máquina é a linguagem que pode ser compreendida pela máquina. Já a linguagem assembler é uma representação textual e/ou simbólica da linguagem de máquina. Já a linguagem de alto nível é uma linguagem de programação com comandos mais próximos da linguagem.
7) Por que os programadores utilizam mais a linguagem de alto nível do que a linguagem assembler?
Porque a linguagem de alto nível apresenta-se de uma for mais próxima à linguagem humana, além de apresentar uma maior oferta de recursos.
8) O que é um compilador? Podemos utilizar o mesmo compilador (tradutor) de uma determinada linguagem de alto nível para qualquer computador? Por que?
É um tradutor da linguagem de alto nível para a linguagem de máquina. Não, porque cada compilador é específico para cada linguagem de alto nível, ou seja, para uma máquina que trabalhe com determinada linguagem de alto nível, é necessário um compilador que traduza esta linguagem, não um compilador qualquer.
9) O que é um sistema operacional e que funções ele realiza?
Sistema Operacional é um grande gerenciador, ele é um conjunto de programas que coordenam todos os outros recursos do computador, memoria, HD, processador...
10) Em que momento do uso do computador começa a execução do sistema operacional? No começo de sua execução o que faz o sistema operacional?
A partir do momento que o usuário liga o computador o sistema operacional começa a ser executado, quando ele é inicializado ele inicia todos os programas necessários que realizam o gerenciamento das memorias, processadores, hd e dispositivos externos.
11) Como o sistema operacional coordena o acesso de vários usuários?
Cada usuário tem um user id, senha e nível de acesso, e o sistema operacional separa estes acessos por estas informações.
12) Qual a função dos ícones da área de trabalho do sistema operacional? O que acontece quando o usuário ativa um desses ícones?
Os ícones são os softwares que cada sistema operacional possui disponível para ser utilizado, a sua principal função é facilitar o acesso desses programas pelo usuário. Cada ícone que você inicia, ele executa o software que foi representado pela imagem do ícone.
13) O que acontece durante a “busca de instrução”?
O contador de programa dentro do processador tem o endereço da instrução que deve ser buscada dentro da memória, então ele pega este endereço, ativa a memória e leva a instrução para dentro do processador.
14) Por que existe no sistema operacional um procedimento específico para desligar um computador? O que esse procedimento faz na realidade?
Existe o procedimento para desligar o computador para não perder todos os dados que foram realizados naquele em determinado momento que estava em execução, ao ativar a função de desligar o sistema operacional tem um tempo para salvar as informações de tudo que foi feito naquele momento que estava ligado.