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Arquitetura de Computador

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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.

Progresso com Exercícios

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02 Evolução da arquitetura de computadores

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Para identificar o problema de lentidão em sistemas computacionais em ambientes corporativos, é importante analisar os seguintes pontos: 1. Processador: Verifique se o processador está sobrecarregado. Se a utilização estiver constantemente alta, pode ser necessário um upgrade para um processador mais potente ou a distribuição da carga de trabalho entre mais servidores. 2. Memória: Analise a utilização da memória RAM. Se o sistema estiver utilizando toda a memória disponível, isso pode causar lentidão. A solução pode ser aumentar a quantidade de RAM ou otimizar os aplicativos em uso. 3. Dispositivos de Armazenamento: Avalie a velocidade dos dispositivos de armazenamento. Discos rígidos (HDD) são mais lentos que unidades de estado sólido (SSD). A migração para SSDs pode melhorar significativamente o desempenho. 4. Rede: Verifique a largura de banda da rede. Gargalos na rede podem causar lentidão. Aumentar a capacidade da rede ou otimizar o tráfego pode ser necessário. 5. Configuração de Software: Certifique-se de que o software está otimizado e atualizado. Aplicativos desatualizados ou mal configurados podem impactar o desempenho. Solução Proposta: - Realizar um diagnóstico completo do sistema para identificar o componente que está causando a lentidão. - Com base na análise, propor um upgrade de hardware (como mais RAM ou SSDs) ou otimizações de software. - Implementar um monitoramento contínuo para garantir que o sistema permaneça eficiente e para identificar futuros gargalos antes que se tornem um problema. Essa abordagem equilibrará as necessidades da agência com um custo-benefício adequado, garantindo um desempenho otimizado dos sistemas computacionais.

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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?

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.