Grátis: A arquitetura de computadores é uma área essencial da computação, pois define a estrutura e o funcionamento dos sistemas que utilizamos diariamente... – Questões Respondidas

Arquitetura de Computador

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A arquitetura de computadores é uma área essencial da computação, pois define a estrutura e o funcionamento dos sistemas que utilizamos diariamente, afirma Stallings (2024). Desde os primeiros dispositivos de cálculo até os computadores modernos, houve uma transformação profunda na forma como os componentes interagem para executar tarefas com agilidade e precisão, de acordo com Patterson e Hennessy (2017).
Quais são os principais fatores que marcaram a evolução tecnológica e a história do sistema computacional?

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02 Evolução da arquitetura de computadores

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A evolução da arquitetura de computadores é marcada por vários fatores importantes: 1. Miniaturização: A transição de válvulas para transistores e, posteriormente, para circuitos integrados permitiu a redução do tamanho dos componentes e aumento da eficiência. 2. Aumento da capacidade de processamento: O desenvolvimento de processadores mais rápidos e com múltiplos núcleos melhorou significativamente o desempenho computacional. 3. Memória: A evolução das tecnologias de memória, como RAM e armazenamento em SSD, aumentou a velocidade e a capacidade de armazenamento. 4. Interconexão: O avanço nas tecnologias de barramento e redes permitiu uma comunicação mais rápida e eficiente entre os componentes. 5. Paralelismo: A introdução de arquiteturas paralelas e distribuídas possibilitou a execução simultânea de múltiplas tarefas, aumentando a eficiência. 6. Desenvolvimento de software: A evolução das linguagens de programação e sistemas operacionais também desempenhou um papel crucial na forma como os computadores são utilizados. Esses fatores, entre outros, contribuíram para a transformação dos sistemas computacionais ao longo do tempo.

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02 Evolução da arquitetura de computadores

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Em ambientes corporativos, o desempenho de sistemas computacionais está diretamente ligado à configuração e à arquitetura dos servidores utilizados. A forma como o processador, a memória e os dispositivos de armazenamento interagem pode causar gargalos significativos se não estiverem bem dimensionados.
Diante desse contexto, você deve identificar o problema que está causando a lentidão de acordo com a sua análise e propor uma solução, de forma a equilibrar as necessidades da agência com o melhor custo-benefício.

Patterson e Hennessy (2017) afirmam que a arquitetura de computadores é um dos pilares da computação, pois trata da estrutura e organização dos sistemas que executam as instruções e processam dados.
Quais são os principais fatores históricos que impactaram a evolução da arquitetura de computadores?

Durante a evolução da arquitetura dos computadores, surgiram várias gerações com características distintas. A terceira geração, por exemplo, trouxe inovações significativas que permitiram maior velocidade de processamento, confiabilidade e redução no tamanho físico dos equipamentos.
Com base nesse contexto, assinale a alternativa que representa corretamente uma inovação introduzida na terceira geração de computadores:
A) Utilização de tubos de vácuo como componentes principais.
B) Introdução de microprocessadores com alta integração.
C) Uso de circuitos integrados, proporcionando maior compactação.
D) Implantação de sistemas ópticos e inteligência artificial.
E) Emprego de cartões perfurados como sistema de entrada e saída.

Os componentes dos computadores passaram por transformações que melhoraram desempenho, eficiência energética e capacidade de processamento. Essa evolução é visível em itens como memória, processador e dispositivos de armazenamento.
Com base nisso, avalie as afirmativas a seguir:
I. Os SSDs apresentam desempenho superior aos HDs por não terem partes móveis.
II. Memórias DDR4 são mais rápidas e eficientes que memórias DDR2.
III. Os processadores multicore permitem execução paralela de tarefas.
IV. A memória SRAM, por ser mais barata, é usada como principal memória RAM.
A) Apenas as afirmativas I, II e III estão corretas.
B) Apenas as afirmativas II, III e IV estão corretas.
C) Apenas as afirmativas I e IV estão corretas.
D) As afirmativas I, II, III e IV estão corretas.
E) Apenas as afirmativas I e II estão corretas.

O processador é o cérebro do computador, responsável por executar instruções por meio de ciclos bem-definidos. O ciclo básico de funcionamento envolve um conjunto de operações que permitem ao sistema processar instruções e realizar tarefas. Conhecer essas etapas ajuda a compreender como as operações lógicas e aritméticas são realizadas no interior de um computador.
Leia as afirmacoes sobre o ciclo de funcionamento de um processador e assinale V para verdadeiro e F para falso:
( ) O processador inicia seu ciclo com a etapa de execução, seguida pela busca e decodificação.
( ) O ciclo de busca, decodificação e execução é essencial para o funcionamento das instruções.
( ) A unidade lógica e aritmética é responsável pela execução das operações solicitadas.
( ) O processador pode decodificar uma instrução antes de buscá-la na memória.
A) F, V, V, F.
B) V, F, V, V.
C) F, V, F, V.
D) V, V, V, F.
E) F, F, V, F.

A evolução dos processadores impactou diretamente a forma como instruções são executadas, principalmente com a introdução do paralelismo e dos núcleos múltiplos.
Com base nessa informação, qual seria o ganho teórico de desempenho ao executar a aplicação no processador quad-core em relação ao single-core?
A) 50% mais rápido.
B) O dobro da velocidade.
C) Quatro vezes mais rápido.
D) Sem diferença de desempenho.
E) Metade da velocidade.

O desempenho de um sistema computacional depende do equilíbrio entre seus principais componentes: processador, memória e dispositivos de armazenamento. Quando há desproporção entre eles, surgem gargalos que comprometem a eficiência geral. A memória RAM, por exemplo, é essencial para manter dados temporários acessíveis ao processador.
Com base nisso, analise o cenário:
Durante análise de desempenho em uma agência pública, observou-se que o servidor apresentava uso de memória RAM constantemente acima de 90%, enquanto o processador permanecia com baixíssima atividade. O sistema apresentava lentidão, impactando diretamente o fluxo de trabalho dos colaboradores. A equipe técnica foi acionada para propor uma solução de baixo custo e com impacto direto na melhoria da performance. Carlos, o responsável pelo setor de infraestrutura de TI, precisa decidir qual ação tomar primeiro para solucionar esse problema.
A) Substituir imediatamente o processador por um modelo mais recente.
B) Aumentar a quantidade de memória RAM disponível nos servidores.
C) Trocar toda a estrutura por um sistema baseado em armazenamento em nuvem.
D) Implementar unidades SSD para melhorar o desempenho do disco.
E) Reduzir o número de usuários para evitar sobrecarga do sistema.