Exercício 1 arquitetura Carolina Peres Chaves

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FACULDADE DE TECNOLOGIA DA BAIXADA SANTISTA RUBENS LARA
TECNOLOGIA EM ANÁLISE E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS
 Questões Arquitetura
1. Definição de Computador;
R: Aparelho eletrônico que é capaz de receber, armazenar e processar grande quantidade de informação em função de um conjunto de instruções com que é programado; aquele que faz cômputos ou cálculos; calculador
2. Definições: Arquitetura e Organização de Computadores;
R: Arquitetura e organização de computadores são dois conceitos fundamentais no estudo dos sistemas de computação.
Arquitetura: Refere-se aos atributos do ponto de vista do programador e, portanto, tem impacto direto sobre a execução lógica de um programa.
Organização: Refere-se às unidades operacionais e suas interconexões.
Desta forma, uma mesma arquitetura pode ser implementada por meio de diferentes organizações.
3. Defina:
a) Algoritmo;
R: Um algoritmo é uma sequência lógica, finita e definida de instruções que devem ser seguidas para resolver um problema ou executar uma tarefa.
b) Programa;
R: Um programa de computador, que também pode ser chamado de aplicação, aplicativo, software ou rotina, trata-se de um conjunto de operações predefinidas através de uma linguagem de programação, no qual o computador compreende e responde o que foi solicitado.
c) Software;
R: Software é uma sequência de instruções escritas para serem interpretadas por um computador com o objetivo de executar tarefas específicas. Também pode ser definido como os programas que comandam o funcionamento de um computador.
d) Hardware;
R: Hardware é a parte física de um computador, é formado pelos componentes eletrônicos, como por exemplo, circuitos de fios e luz, placas, utensílios, correntes, e qualquer outro material em estado físico, que seja necessário para fazer com o que computador funcione.
e) Peopleware;
R: Peopleware são pessoas que trabalham diretamente, ou indiretamente, com a área de processamento de dados., ou mesmo com Sistema de Informação.
f) Firmware;
R: O firmware é o conjunto de instruções operacionais programadas diretamente no hardware de um equipamento eletrônico. É ele que contém as informações de inicialização que permitem o correto funcionamento do aparelho.
g) Sistema Operacional;
R:  É o conjunto de programas que gerenciam recursos, processadores, armazenamento, dispositivos de entrada e saída e dados da máquina e seus periféricos. O sistema que faz comunicação entre o hardware e os demais softwares. O Sistema Operacional cria uma plataforma comum a todos os programas utilizados.
h) Sistema Computacional;
R: Um sistema computacional consiste num conjunto de dispositivos eletrônicos capazes de processar informações de acordo com um programa. O software mais importante é o sistema operacional, porque ele fornece as bases para a execução das aplicações, às quais o usuário deseja executar.
4. Explique a função de cada um desses principais componentes físicos do computador necessários para a execução de programas (periféricos de entrada e saída, memória principal e processador (unidade controle, unidade aritmética e lógica e registradores);
R: Periféricos de entrada e saída: Dispositivos de entrada e saída são os aparelhos que permitem a interação de um processador, geralmente um computador, com o homem. Também são conhecidos como periféricos e possibilitam a entrada e saída de dados.
Os dispositivos de entrada são os que inserem informações em um computador a partir de uma fonte externa. Exemplos incluem: teclado, mouse, microfone, scanner e telas sensíveis ao toque.
Já os dispositivos de saída são os aparelhos usados por um computador para comunicar informações. Estas em formato utilizável ao usuário. Exemplos incluem: monitores de vídeo, alto-falantes, caixas de som, sensores, óculos de realidade virtual e impressoras.
Memoria principal: A memória principal é um depósito temporário de dados e instruções dos programas de computador. A memória principal do computador é volátil, e seu tamanho é limitado pelo custo do hardware. Assim, os usuários necessitam de algum método para armazenar e recuperar informações de modo permanente (a memória secundária).
Unidade de controle: Unidade de controle é responsável por buscar instruções na memória principal e determinar seu tipo. Ela armazena a posição de memória que contém a instrução que o computador está executando no momento.
Unidade de aritmética e logica: Uma Unidade Lógica e Aritmética (ULA) é um dispositivo que realiza operações lógicas e aritméticas sobre números representados em circuitos lógicos. Tipicamente, uma ULA recebe dois operandos como entrada, e uma entrada auxiliar de controle permite especificar qual operação deverá ser realizada. Por esse motivo, a construção de uma ULA se baseia em dois fundamentos principais: o controle de fluxo de dados e a construção de circuitos que implementam operações
Registradores: Os registros, geralmente numerosos, são utilizados para assegurar o armazenamento temporário de informações necessárias para o processamento de uma dada instrução.
5. Explique como estão classificadas as gerações do computador digital (1ª, 2ª e etc.) e o que caracterizou cada uma delas e dois exemplos de computadores de cada uma dessas gerações;
R: A geração de computadores digitais é classificada da seguinte forma:
- 1ª geração: Válvulas (1946 - 1954) Ex: ENIAC, IBM 650;
- 2ª geração: Transitores (1955 – 1964) Ex: IBM 7094, IBM 1401;
- 3ª geração: Circuitos integrados (1964 – 1977) Ex: IBM 360 series, TDC-316;
- 4 ª geração: microprocessadores (1977 – 1991) Ex: Macintosh, IBM PC;
-5ª geração: Multiprocessadores (1991 – dias atuais) Ex: Desktop, Notebook;
6. Definição das unidades de medidas usadas para mensurar as memórias utilizadas pelos computadores: bit, byte, kbyte, megabyte etc.
R: Bit é a menor unidade de memória que um computador utiliza. Recebeu esse nome por representar apenas 2 números, 0 e 1 (zero e um), chamados de dígitos binários. Abreviação: b.
O bit é utilizado para medir a taxa de transferência de dados de algum sistema.
Byte1 byte é uma unidade formada pelo conjunto de 8 bits (1 byte = 8 bits). Abreviação: B.
*1 Byte representa o espaço necessário para armazenar uma única letra do alfabeto.
Kbyte: 1 kilobyte é uma unidade formada pelo conjunto de 1024. Abreviação: KB.
*A maior parte dos documentos que contém apenas texto ocupam algumas dezenas de KBytes.
Megabyte: 1 megabyte é uma unidade formada pelo conjunto de 1024 kilobytes. Abreviação: MB.
*Em média, uma foto com boa resolução ocupa cerca de 4 MB, enquanto uma música poderá ocupar cerca de 8MB.
Gibabyte: 1 gigabyte é uma unidade formada pelo conjunto de 1024 megabytes. Abreviação: GB.
*Com esta medida, entramos no reino multimídia, sendo possível a partir daqui começar a armazenar diversos filmes.
Terabyte: 1 terabyte é uma unidade formada pelo conjunto de 1024. Abreviação: TB.
*Um TeraByte pode armazenar cerca de 40 filmes em alta definição ou perto de 200.000 músicas.
Petabyte: 1 petabyte é uma unidade formada pelo conjunto de 1024 terabyte. Abreviação: PB. 
*Alguns PetaBytes seriam suficientes para armazenar a informação que existe em todos os livros do mundo.
Exabyte: 1 exabyte é uma unidade formada pelo conjunto de 1024 petabyte. Abreviação: EB. 
*Não seria possível ouvir um bilião de canções numa vida inteira, mas esta é a medida utilizada para medir o tráfego da Internet.
Zettabyte: 1 zettabyte é uma unidade formada pelo conjunto de 1024 exabyte. Abreviação: ZB.
*Estamos a falar de 1 bilião de discos com 1 TeraByte. Consegue imaginar a quantidade de informação que isso representa?
Yottabyte: 1 yottabyte é uma unidade formada pelo conjunto de 1024 zettabyte. Abreviatura: YB.
*Mesmo somando todos os discos rígidos, pendrives e outros dispositivos de armazenamento que existem no mundo, não conseguimos chegar perto deste valor!
7. Defina BCD, EBCDIC, ASCII e UNICODE. Qual é a função de cada um desses códigos. Exiba as tabelas de cada um desses códigos.
BCD: Definição: O BCD é um formato usado pararepresentar números decimais internos onde cada dígito decimal é representado por quatro bits (nibble).
Função: O código BCD codifica o sistema decimal em binário, codificando os algarismos de 0 a 9, onde cada dígito é representado pelo seu equivalente binário de 4 bits.
O código BCD apresenta uma vasta aplicação em equipamentos onde a saída é um display digital, como por exemplo: contadores de frequência, voltímetros digitais, calculadoras etc.
EBCDI: A definição de EBCDIC é o código decimal codificado em código binário: um código de computador para representar caracteres alfanuméricos.
O código de intercâmbio decimal codificado binário estendido é uma codificação de caracteres de 8 bits usada principalmente em sistemas operacionais IBM mainframe e IBM midrange computer. O EBCDIC desceu do código usado com cartões perfurados e o código decimal codificado em binário de seis bits correspondente usado com a maioria dos periféricos de computador da IBM no final da década de 1950 e início dos anos 1960. Também é empregado em várias plataformas não-IBM, como o BS2000 / OSD, OS-IV, MSP, MSP-EX, HP MPE / iX da Fujitsu-Siemens e a Unisys VS / 9 e MCP.
ASCII: Esse código foi proposto por Robert W. Bemer, visando padronizar os códigos para caracteres alfanuméricos (letras, sinais, números e acentos). Assim seria possível que computadores de diferentes fabricantes conseguissem entender os códigos.
O ASCII é um código numérico que representa os caracteres, usando uma escala decimal de 0 a 127. Esses números decimais são então convertidos pelo computador para binários e ele processa o comando. Sendo assim, cada uma das letras que você digitar vai corresponder a um desses códigos.
UNICODE:  é um padrão que permite aos computadores representar e manipular, de forma consistente, texto de qualquer sistema de escrita existente. ... Seu sucesso em unificar conjuntos de caracteres levou a um uso amplo e predominante na internacionalização e localização de programas de computador.
UNICODE: Em vez de usar apenas os códigos de 0 a 127, o UNICODE utiliza códigos de valor bem maiores. Com isso, pode representar todos os caracteres específicos de diversos idiomas. Novos códigos são regularmente atribuídos para novos caracteres, como caracteres latinos (acentuados ou não), gregos, cirílicos, armênios, hebraicos, tailandeses, hiraganas, katakanas etc. Só o alfabeto chinês Kanji contém 6.879 caracteres. Assim sendo, o UNICODE define uma correspondência entre símbolos e números.
8. Explique como estão classificados os computadores digitais e o que caracteriza cada um desses tipos: Supercomputadores, Mainframes, Computadores de Médio Porte (Midranges) e microcomputadores.
R: Os computadores digitais são classificados em:
*Supercomputadores: 
Eles podem suportar mais de cem usuários por vez.
Estas máquinas são capazes de lidar com a enorme quantidade de cálculos que estão além das capacidades humanas, ou seja, o ser humano é incapaz de resolver tais cálculos extensos.
Muitas pessoas podem acessar supercomputadores ao mesmo tempo.
Estes são os computadores mais caros que podem ser feitos.
*Mainframes:
Mainframe é um computador de grande porte projetado para manusear um grande volume de dados e executar simultaneamente programas de uma grande quantidade de usuários. Ainda que, “grande” possa significar o tamanho de uma sala, a maioria dos mainframes de hoje é muito menor, embora ainda seja um pouco maior do que um computador pessoal (PC).
Nos dias atuais, onde os negócios, transações e comunicação são em tempo real, se faz necessário um computador poderoso, que execute tarefas de forma precisa em segundos. Atualmente, os mainframes vêm perdendo espaço para servidores corporativos, que também são computadores que possuem grande capacidade de processamento de dados, além de ter um menor custo e ocupar menos espaço. No entanto, ainda são bastante utilizados por grandes empresas como bancos, empresas de aviação e universidades que necessitam armazenar grande quantidade de informação e ter acesso rápido a ela. 
*Computadores de médio porte:  essência deste dispositivo é a mesma de um mainframe ou de uma unidade central, um sistema que permite o gerenciamento de informações fornecidas em milhares para executar cálculos e armazenar conteúdo. Assim, podemos dizer que seu uso é o mesmo. O que muda, além do tamanho do dispositivo e de seus componentes, é o público-alvo a que ele se dirige.
O poder dos minicomputadores, apesar de também ser um servidor, é menor, de modo que será usado para tarefas de tamanho menor, onde o poder da computação não deve ser tão alto ou uma máquina absolutamente especializada não é necessária.
É comumente usado e, ao mesmo tempo, mais econômico e utilizável por um número maior de usuários. Ele trabalha muito bem com os dados, de maneira rápida e correta, cem por cento e suporta uma quantidade significativa de equipamentos (clientes), armazenando as informações relacionadas a eles e o que elas mesmas incluem no sistema por conta própria.
*Microcomputadores:
R: A característica marcante é a integração do processador num pequeno chip de memória semicondutora, formando um microprocessador.
Capacidade de processamento evolui rapidamente.
Interligação em rede possibilita a substituição de computadores de maior porte.
Preço acessível, fácil upgrade de hardware. Seu tamanho tende a diminuir cada vez mais.
Está presente em todos os tipos de empresas e lares.
Existem no mercado várias categorias de microcomputadores, cuja classificação está muito relacionada ao tamanho físico do equipamento e seu grau de portabilidade.
9. Faça um quadro comparativo entre os supercomputadores e os mainframes.
R: 
10. Explique o que é a Arquitetura de Von Neumann. Explique a função de cada um dos componentes inclusive cada um dos registradores que fazem parte dessa arquitetura. Utilize imagens para ilustrar.
R: A Arquitetura de von Neumann é uma arquitetura de computador que se caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital armazenar seus programas no mesmo espaço de memória que os dados, podendo assim manipular tais programas.
Ela é composta por três grandes pilares:
· Unidade de Processamento Central
· Sistema de memória
· Sistema de entrada e saída
1. Unidade de Processamento Central (CPU)
É a composição de registradores, da unidade de controle (UC), a unidade de lógica aritmética (ULA) e o contador de programa.
· Registradores: São memórias temporárias que existem dentro da CPU de altíssima velocidade
· Unidade de Controle (UC): É a unidade responsável por buscar as instruções na memória principal e classificar o tipo das mesmas.
· Unidade Lógica Aritmética (ULA): Unidade responsável por fazer as operações booleanas e aritméticas.
· Contador de Programa (PC): É responsável por avisar à UC qual é a próxima instrução a ser buscada e executada.
2. Sistema de Memória Principal
Unidade que armazena os dados e os códigos do programa.
3. Entrada/Saída
Unidade que é responsável por pegar os dados de entradas e mostrar os resultados de saída do programa.
Ciclo de execução de um programa
1. O Contador de Programa é utilizado pela Unidade de Controle para determinar qual e onde está a próxima instrução.
2. A Unidade de Controle busca a instrução do programa na Memória Principal.
3. Será feita a decodificação da instrução para uma linguagem na qual a ULA possa interpretar
4. Os dados requeridos são transferidos da memória e alocados nos registradores da CPU.
5. A Unidade de Lógica Aritmética executa a instrução e coloca os resultados na memória ou nos próprios registradores.
 
Os principais registradores utilizados na arquitetura de Von Neumann e suas respectivas funções são os seguintes: 
Contador de Programa (PC, do inglês “Program Counter”): Contém o endereço da memória cujo conteúdo deve ser interpretado como a próxima instrução. 
Registrador de Instrução (IR, do inglês “Instruction Register”): Contém a próxima instrução a ser executada. 
Registrador de Endereço da Memória (MAR, do inglês “Memory Address Register”):Contém o endereço da posição da memória a ser lida ou escrita.
11. Defina Sistema Operacional.
R: Conceitualmente, podemos definir o sistema operacional como um software primário que opera entre o hardware do dispositivo e milhares de outros softwares, os aplicativos. Evidentemente que essa definição é um modo mais enxuto de encarar o que é um sistema operacional, já que o seu modo de operação é extremamente complexo e completo, incorporando elementos de baixo nível, como os drivers que realizam a comunicação do SO com os mais variados hardwares  e de alto nível, como os aplicativos e interface gráfica. A interface gráfica é um elemento essencial que mudou completamente a interação homem-máquina, facilitando a interação diária do usuário com os elementos do sistema operacional.