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ARQUITETURA DE COMPUTADORES E SISTEMAS OPERACIONAIS, Utiliza qubit no…
ARQUITETURA DE COMPUTADORES
E
SISTEMAS OPERACIONAIS
:star:
História da Computação e Estrutura
e funcionamento dos Computadores
Hardware
Estrutura e funcionamento dos
computadores
Arquitetura de Von Neumann
Funcionamento dos computadores:
executar
programas
que se utilizam
de
dados
para produzir
informações
Linguagens de Programação
Compiladores e Interpretadores
Código Fonte vs Código Executável
Algoritmo
Representação de Dados e Informações no Computador
Sistemas de Computação
Algoritmos
Nuvem Computacional
Auto-serviço sob demanda;
Amplo acesso por rede.
Componentes de um Computador
CPU (Central Processing Unit)
- Registradores
pequenas memórias dentro da CPU que armazenam temporariamente dados e instruções que estão sendo processados no momento.
- Unidade de Controle (UC)
controle dos dados que entram e informações que saem
- Unidade de Lógica e Aritmética
responsável pelos cálculos aritméticos e pelas operações lógicas
Barramentos (bus)
pode ser chamado de
Interfaces / Portas / Conectores / Slots
determina quantos dados podem trafegar de uma única vez
#barramento
#barramento
#barramento
#barramento
largura
frequência
hertz (HZ)
Barramentos Internos
ligam a CPU a outros componentes dentro do computador
Barramentos específicos para equipamentos diferentes
IDE, SATA, SCSI, PCI, PCI-e
Processador
Periféricos
interrupções
Cooler
Memória
wait states
Secundária
Principal
(memória RAM)
temporária
Cache
Placa-Mãe
Chipset
Ponte Norte
contr. com.
Ponte Sul
#
Dispositivos de Entrada
(INPUT)
Teclado
Mouse
Microfone
Webcam
#
Dispositivos de Saída
(OUTPUT)
Monitor
Impressora
Caixa de Som
#
Dispositivos Híbridos
(I/O)
Modem
Placa de rede
Monitor touch screen
Impressora multifuncional
Funcionamento dos Sistemas Operacionais
programa ou conjunto de programas para servir de interface entre o harware e o usuário
Monoprogramáveis
primeiras versões dos sistemas operacionais
Divisão dos Sistemas Operacionais
Kernell
Núcleo do SO > série de rotinas
.> chamadas de sistema
Tarefas críticas executados no
model Kernell
Shell
Camadas de serviços acessíveis aos usuários
Processo
programa na memória aguardando a sua vez de execução
#
Deadlock
quando processos bloqueiam recursos indevidamente
e causam a paralisação de outros processos.
Tratamento de Interrupções
É a principal tarefa do sistema operacional no que se
refere à gerência dos dispositivos de entrada e saída.
Visão top-down
Visão bottom-up
Interface com os Usuários
- CLI (Command Line Interface
- Algumas vezes implementadas no Kernell, outras por programas de sistema
- Shells
- GUI (Graphic User Interface)
Computação e futuro
IoT (Internet Of Things)
Internet das Coisas
Computador Atual
utiliza a corrente elétrica que atravessa os transistores para simular os bits
Computador Quântico
utiliza medidas quânticas tais como os níveis de energia de um agrupamento de átomos e as direções de polarização de fótons.
#
Geração das Redes Móveis
2G
: tráfego de voz
3G
: transmissão de dados similar à Internet Banda Larga
4G
: prover solução baseada em IP, suporte de dados e voz, inclusive transmissões multimídia.
5G
: reduzir a latência e melhorar a flexibilidade dos serviços 20Gbps, 4G é de 1 Gbps
Software
Software embarcado
Software livre
Software básico
Algoritmos
Sistemas Operacionais
:star:
2 Aritmética Computacional e Lógica Digital
2.1 Sistema Binário
bit
(binary digit)
#
opcode
(código de operação)
ISA
(Instructuion Set Architecture)
Arquitetura do Conjunto de Instruções
Compilação
transforma em código representado pela notação binária
Linguagem de Máquina
programa representando em código binário
11010111
bit mais significativo - bit menos significativo
2.1.1 A Álgebra de Boole e a Lógica Binária
Álgebra de Boole
Circuitos Lógicos
Porta Lógica NOT
Porta lógica NOT (também chamada de inversor).
Entrada A:
sinal de entrada à esquerda
Triângulo:
representa o amplificador/buffer
Círculo pequeno na saída:
indica a inversão do sinal
Expressão booleana:
X = Ā (ou X = NOT A, ou X = ¬A)
Porta Lógica NAND
Porta lógica NAND é uma AND invertida (NOT + AND). A saída só será 0 (nível baixo) quando todas as entradas forem 1.
Entradas A e B
: dois sinais de entrada à esquerda
Saída X
: sinal de saída à direita
Formato arredondado:
corpo da porta AND
Círculo pequeno
na saída: indica inversão NOT
Expressão booleana:
X = (A · B)‾ ou X = NOT(A AND B)
Porta Lógica NOR
Porta lógica NOR é uma OR invertida (NOT + OR). A saída só será 1 (nível alto) quando todas as entradas forem 0.
Entradas A e B
: dois sinais de entrada à esquerda
Saída X
: sinal de saída à direita
Formato curvo/pontiagudo:
corpo da porta OR (diferente da NAND que é mais arredondada)
Círculo pequeno na saída:
indica a inversão (NOT)
Expressão booleana:
X = (A + B)‾ ou X = NOT(A OR B)
Porta Lógica AND
A porta AND realiza a operação lógica de multiplicação/conjunção. A saída só será 1 (nível alto) quando TODAS as entradas forem 1.
Entradas A e B
: dois sinais de entrada à esquerda
Saída X
: sinal de saída à direita
Formato arredondado:
corpo característico da porta AND
SEM círculo na saída:
não há inversão (diferente da NAND)
Expressão booleana:
X = A · B ou X = A AND B
Porta Lógia OR
A porta OR realiza a operação lógica de soma/disjunção. A saída será 1 (nível alto) quando PELO MENOS UMA das entradas for 1.
Entradas A e B
: dois sinais de entrada à esquerda
Saída X
: sinal de saída à direita
Formato curvo/pontiagudo:
entrada com curva característica (como ponta de lança)
SEM círculo na saída:
não há inversão (diferente da NOR)
Expressão booleana:
X = A + B ou X = A OR B
Utiliza
qubit
no lugar
do bit convencional.
todos os processos terão a mesma
quantidade de tempo para ficar com o processador.
4 bits = nibble
8 bits = byte
E, OU e NÃO
+
Teoria dos Conjuntos