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Nesse mural você encontrará todas as atividades de preparação para as aulas de Arquitetura de Computadores, bem como links para acessar aos desafios preparatórios!

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Prof. Caetano - Introdução à Segurança da Informação

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Material do professor Caetano da disciplina

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Texto apresentando diversos detalhes sobre a evolução dos computadores (20 minutos).

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Das toneladas aos microchips: a evolução dos computadores

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Você sabia que computadores já chegaram a pesar 30 toneladas e custar 2 milhões de dólares? Conheça mais sobre a história da informática

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Vídeo sobre a evolução dos computadores. (14 minutos)

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Vídeo que apresenta a ideia do funcionamento de um computador (8 minutos)

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Como funciona um computador - Intel Inside Experience [Dublado]

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Após estudar os conteúdos desta aula, responda ao desafio da Atividade Autônoma Aura! (Formulário disponível exclusivamente de 23/02 a 08/03/2022).

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Vídeo apresentando as diferenças entre hardware e software (7 minutos)

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Texto apresentando o que e um computador e suas aplicações (25 minutos)

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ARTIGOS

Computador: conceitos e aplicações

Samsão Woiler

Livre-docente da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

A Revolução Industrial começada em 1860 foi um marco importante na história da humanidade. Porém, mais importante ainda será considerada no futuro a era da informática que ora atravessamos, iniciada há aproximadamente um quarto de século, com o emprego em larga escala dos computadores eletrônicos. Milhares desses equipamentos estão sendo utilizados atualmente nos mais variados campos, desde a produção de energia nuclear até projeto de mísseis e o processamento de informações em bancos, além do controle de estoques e diagnósticos médicos. Além das aplicações no campo da ciência e da técnica, seu uso se estende às ciências biológicas, econômcas, políticas e sociais. Há quem compare a inovação que o computador trouxe com aquela da máquina a vapor. Entretanto, as primeiras máquinas a vapor eram dez vezes mais velozes que os cavalos, e os computadores são milhões de vezes mais rápidos que as calculadoras mecânicas. Ralph Gardner, em 1955, quando presidente da General Electric, afirmou: "Quando escreverem a história de nossa era, citarão como os mais importantes desenvolvimentos tecnológicos, a energia nuclear, a automação e os computadores."

O primeiro computador eletrônico digital de grande porte só foi operado com sucesso cerca de 20 anos atrás. Porém, o conceito de computador data de alguns séculos, pois, já em 1617, John Nappier elaborava um dispositivo que facilitaria a multiplicação e Leibnitz, em 1678, descrevia uma máquina capaz de efetuar multiplicação através de adições sucessivas. O primeiro computador eletrônico de larga escala foi o Eniak completado em 1945 pela Moore School of Electrical Engineering da Universidade de Pensilvânia.

Nas seções que se seguem, os administradores não familiarizados com os conceitos e aplicações ligados ao uso do computador poderão encontrar idéias que eventualmente poderão ser úteis no diálogo com técnicos em computação.

1. Conceitos Básicos

O propósito desta seção é apresentar ao leitor as partes de um computador digital. Os computadores têm sido classificados em Digitais ou Analógicos, conforme a representação dos números, ou seja: discreta, cada número representado pelos diversos algarismos que o compõem, havendo para cada algarismo uma posição ou associada a certas grandezas físicas como tensão, corrente, permitindo assim uma representação contínua, respectivamente.

As funções básicas de um computador são a entrada, o controle dessa entrada, o armazenamento desses dados, o processamento desses dados e a saída de informações.

O processamento comercial é caracterizado pelos grandes volumes de entradas e processamento pouco elaborado, em contraposição ao processamento científico onde entram poucos dados e após um processamento muito elaborado acontece a saída. Pode-se entrar com dados num computador através de máquina de escrever, cartões perfurados, fitas de papel perfuradas, fitas magnéticas, leitura de discos magnéticos, interpretações óticas, ou ainda pela leitura de caracteres magnéticos. Na função de saída pode-se relacionar práticamente quase todas essas entradas e mais algumas, como, por exemplo, as impressoras. A fita de papel, a fita magnética, o disco magnético, o cinescópio, a impressora, as máquinas de desenhar gráficos são entre outras algumas das saídas mais utilizadas.

1.1. O COMPUTADOR

O computador opera números que lhe são fornecidos, chamados de argumentos da operação, formando números de saída. Portanto, o diagrama de blocos mais simples de um computador será:

nº de entrada n. os de saída

Muitas operações realizadas pelo computador são similares às efetuadas manualmente, tais como somar, multiplicar, etc. Do mesmo modo, o computador só realiza uma dessas operações por vez (os modernos computadores estão sendo desenvolvidos para realizar mais de uma operação simultaneamente). Portanto, se quisermos realizar muitas operações, estas deverão seguir alguma seqüência apropriada.

Diz-se ao computador que operações devem ser efetuadas por meio de instruções que normalmente não contêm apenas informação sobre uma operação que deve ser efetuada, mas também indicam quais os argumentos para a operação.

O computador em si é composto de duas partes principais: uma memória que armazena números e instruções e uma unidade de processamento, na qual o processamento realmente se efetua.

1.2. ARMAZENAMENTO

A memória armazena os números a serem operados, os resultados intermediários gerados durante o processamento e os resultados finais. A memória do computador é composta de um grande número de caixas análogas às caixas postais. A informação, dado ou item a ser memorizado são colocados nestas caixas como uma carta é colocada numa caixa postal. Esses endereços são em geral números.

As informações, dados ou itens colocados nas caixas de memórias são chamadas palavras e são análogas às cartas.

Todavia, somente uma palavra pode ser armazenada em uma caixa de memória de cada vez. Há dois tipos básicos de palavras que podem ser colocadas nas caixas: quantidades numéricas e instruções. Uma palavra de instrução é um número e não há modo de dizer a partir da palavra em si se é uma quantidade ou instrução. Ao computador deve ser dito explicitamente qual endereço contém instruções e qual contém quantidades.

O fato de ser somente a interpretação da palavra que distingue instruções de quantidades é o primeiro conceito fundamental dos modernos computadores digitais, pois capacita o computador a operar com instruções, isto é, o computador pode formular ou alterar uma instrução tratando-a como se fosse uma quantidade e depois, durante o processamento, essa instrução alterada pode ser executada. Isto dá ao computador a capacidade de realmente escrever instruções assim como executá-las. Assim o computador pode dizer a si mesmo o que fazer.

A unidade de processamento tem duas funções: 1) obter instruções da memória e interpretá-las; 2) executar as operações. Por isso a unidade de processamento é composta de duas partes: 1) o controle, relacionado com a primeira função; 2) unidade aritmética relacionada com a segunda, que serão apresentadas a seguir.

1.3. PROCESSAMENTO: CONTRÔLE E UNIDADE ARITMÉTICA

O controle deve interpretar a instrução, e com base na interpretação, comandar a unidade aritmética para que execute as operações. A última função é concluída por meio do uso de sinais de controle eletrônicos. De acordo com essas duas funções, podemos separar a parte do controle que interpreta ou decodifica as instruções, chamado decofidicador de instruções, da parte que gera os sinais de controle chamada gerador de controle.

Para que o decodificador realize sua função deve constantemente referir-se à instrução que está sendo interpretada durante o tempo em que os sinais de controle estão sendo acionados. Para facilitar isso, enquanto uma instrução está sendo executada ela é armazenada em uma célula especial chamada registro de instruções, localizada no decidificador de instrução.

Existe uma outra célula de memória especial localizada no decodificador de instrução, chamada registro de endereço atual. O conteúdo desse registro é (quase) sempre o endereço de memória da qual a instrução que está sendo executada se originou. A razão disto está relacionada ao fato de o endereço da instrução referida ser dado como parte da instrução prévia.

Vejamos o que acontece na unidade aritmética enquanto uma instrução está sendo executada. Na maioria dos computadores somente uma palavra por vez pode ser transferida entre a unidade aritmética e a memória, portanto, para efetuar uma operação envolvendo dois argumentos, deve o primeiro ser transferido da memória para a unidade aritmética e armazenado temporáriamente enquanto o segundo está sendo transferido. A célula especial da memória na unidade aritmética para esse fim é chamada de acumulador. Quando a operação é efetuada, o resultado é formado no acumulador antes de ser transferido de volta à memória.

1.4. ENTRADA E SAÍDA

A maioria dos computadores tem várias destas unidades de entrada e saída. O seletor de entrada e saída determina qual a unidade a ser acionada; êle é controlado por sinais do gerador de controle.

Há muitos meios pelos quais os números e instruções podem ser introduzidos ou extraídos da memória do computador, conforme vimos na introdução desta seção. Porém as velocidades variam desde cêrca de 10 caracteres por segundo para máquina de escrever, até vários milhares de linhas por minuto para impressoras, ou centenas de milhares de caracteres por segundo em fita magnética.

1.5. DIAGRAMA DE UM COMPUTADOR

Resumindo os conceitos apresentados nesta seção, reproduzimos o diagrama utilizado por Ledley na descrição funcional de computadores:

As linhas cheias indicam fluxo de dados e informações e a pontilhada sinais de controle.

2. Descrição Funcionar de um Computador

O funcionamento de um computador durante a execução de uma instrução pode ser resumido em quatro fases.

Admitindo que uma instrução já tenha sido transmitida para o registrador de instrução, teremos em seguida:

Fase 1: envolve a transmissão do primeiro argumento da memória para o acumulador. Durante essa fase o decodificador de instrução determina o endereço do primeiro argumento da instrução e o gerador de controle produz sinais de controle que transmitem o conteúdo desse endereço de memória para o acumulador.

Fase 2: durante essa fase, o segundo argumento é trazido para a unidade aritmética e a operação é realizada. Ambas as funções estão incluídas na mesma fase, pois na maioria das vêzes a operação é realizada quando o segundo argumento entra na unidade aritmética. Nesta fase o decodificador de instruções determina a partir da instrução o endereço do segundo argumento e qual a operação a ser realizada. O gerador de controle gera sinais que acionam a unidade aritmética para perfazer essa operação e sinais que transmitem o conteúdo do endereço do segundo argumento para dentro da unidade aritmética. Esta realiza a operação geralmente deixando o resultado como conteúdo do acumulador.

Fase 3: o conteúdo do acumulador é transmitido ao endereço de memória especificado na instrução.

Fase 4: o endereço da instrução seguinte é verificado e o conteúdo do registro de endereço atual é atualizado para o novo endereço. O conteúdo deste novo endereço é transmitido para dentro do registrador de instruções. Aí a Fase 1 para essa instrução é iniciada e o processo se repete.

Em alguns computadores não é necessário especificar os endereços dos dois argumentos numa instrução. Também o endereço de memória para o qual o resultado será transferido nem sempre é especificado. Nestes computadores, instruções múltiplas seriam equivalentes em função de uma única instrução do computador descrito por Ledley.

3. Aplicações

De uma maneira genérica o computador pode ser concebido como um transformador de números. Dados números são a êle fornecidos (input) e transformados em outros números, ou seja, a solução do problema (output).

Todavia, o computador só pode atingir seus objetivos se fôr comandado pelo homem, isto é, além dos dados, devemos fornecer à máquina instruções de como realizar os cálculos desejados.

Quem faz isto é o programador. Cumpre, a esta altura, observar que antes da utilização do computador, deve ser feito um estudo integrado do sistema a ser processado, determinando-se assim os cálculos a serem efetuados pelo computador. Quem faz esta parte é o analista.

A seguir apresentamos diversos exemplos de aplicações científicas e comerciais:

3.1. APLICAÇÕES CIENTÍFICAS

Com a utilização do computador os cientistas podem resolver hoje problemas cuja solução demoraria alguns anos se os cálculos tivessem que ser executados mecânicamente, possibilitando assim novas descobertas e melhorias nos processos tecnológicos.

1º) Na astronomia só podemos observar e não experimentar. Os movimentos de vários planetas ou cometas são representados por expressões matemáticas que podem ser testadas com posições futuras dos astros, e assim serem corrigidas até a perfeição. Antigamente os cálculos demoravam anos sendo feitos em calculadoras manuais. Hoje, com a rapidez dos cálculos, pode-se verificar as equações práticamente ponto por ponto, obtendo-se assim maior perfeição em menor tempo.

2º) O projeto ARGOS deveria testar cálculos teóricos do que aconteceria quando uma pequena bomba atômica explodisse na atmosfera terrestre. Para tanto, seria lançado um foguete dotado de ogiva nuclear, que explodiria a uma altitude de trezentas milhas da superfície terrestre. O problema era saber que tipo de instrumentos de medição deveriam ser usados, que medidas tomar, qual a melhor localização geográfica para a explosão, a altitude ótima para a mesma, etc. Como sabemos, a teoria do eletromagnetismo fornece, através de equações diferenciais, as trajetórias de partículas elétricas carregadas quando em movimento num campo magnético, uma vez conhecidas as condições iniciais (direção e velocidade da partícula). Se fôssemos supor todas as condições iniciais possíveis para as partículas atômicas (decorrentes das condições da explosão) para, através das equações, determinarmos a trajetória das mesmas após a explosão, o cálculo humano seria impossível). Porém, utilizando o computador, tornou-se possível simular todas as situações possíveis e assim chegar a conclusões quanto à localização geográfica, altitude, etc.

3.2. CONTRÔLE AUTOMÁTICO DE PROCESSOS

Uma das mais importantes descobertas de nossa época foram os mecanismos auto-reguláveis ou controles automáticos. Seu funcionamento repousa no feedback loop system e, com eles, podese controlar máquinas, organismos vivos, organizações ou sistemas homem-máquina.

Nesses sistemas os resultados das operações sob controle são comparados com o planejado. Se houver diferença sensível os controles devem ser revistos convenientemente, de modo a trazerem os resultados das operações mais perto do planejado. Hoje muitos desses controles ainda envolvem intervenção humana no estágio de tomar decisões. Cada vez mais, entretanto, as empresas estão utilizando computadores eletrônicos, que fazem todo o controle dos processos sem nenhuma intervenção humana, constituindo os chamados closed loop systems. Sua utilização é crescente nas novas refinarias de óleo, fábricas de papel, produtos químicos, siderúrgicos, etc. A. primeira a utilizar tal processo foi a Texaco Polymerization Plant, onde o computador eletrônico recebe informações de cerca de cem fontes e controla dezesseis pontos diferentes de pressões e temperaturas nos vários estágios de fabricação. A vantagem do controle neste caso prende-se mais à eficiência do que à economia de mão-de-obra, pois os seres humanos, devido à complexidade do processo, conseguiram apenas oitenta e cinco por cento de eficiência e o computador noventa por cento.

Para maior esclarecimento, apresentaremos alguns casos de aplicação de computador ao controle de processos:

1º) Consideremos o processo de frezamento de um contorno bidimensional. Este será formado por avanços sucessivos de ferramenta nas direções x e y, avanços estes comandados por servomecanismos hidráulicos. Através de rápidos impulsos pode-se controlar esse servomecanismo de tal modo que êle mova a ferramenta de maneira a obter o controle desejado. Exemplificando: cada vez que o controle de direção x recebe um impulso, êle faz a ferramenta avançar 0,0002 cm naquela direção. Assim, se fôr possível obter 20.000 impulsos por segundo, a velocidade de avanço da ferramenta na direção x será, no máximo, 4 cm. Variando o número de impulsos por segundo a velocidade com que a ferramenta se move na direção x poderá ser precisamente controlada. Para a direção y usa-se o mesmo tipo de controle. Evidentemente a precisão do processo estará limitada pelo menor avanço possível de dar em qualquer uma das direções. O problema de utilizar um controle eletrônico para o processo de corte consiste em determinar a seqüência apropriada de movimentos nas direções x e y, bem como sua duração (o que será feito através do número de impulsos dados). A partir do desenho feito em papel milimetrado poderemos determinar as posições sucessivas do centro da ferramenta de corte. Prosseguindo, estabelecemos a seqüência e número de impulsos em cada uma das direções (x e y) , de maneira que estas posições (centros da ferramenta) sejam atingidas. Esta determinação, feita a partir da planta seria, como é fácil de ver, muito trabalhosa. Usa-se então um computador que, seja a partir da planta (por leitura direta do desenho), seja através de dados fornecidos analíticamente, perfura cartões ou uma fita de papel, dando o percurso do centro da ferramenta. Estes dados são, por exemplo: horizontal de 2 cm; reta inclinada de 45 graus, com 1 cm; semicircunferência de raio de 1 cm, etc.

Os cartões ou fitas provenientes do primeiro computador são introduzidos num segundo, que determina a seqüência e número de impulsos em cada direção. Estes são transmitidos ao servomecanismo, cujo controle também é feito pelo computador.

2º) Em muitas indústrias os processos freqüentemente envolvem seqüências de decisões para as quais todas as alternativas possíveis são conhecidas. Por meio de um computador digital, o processo pode ser feito de maneira completamente automática. Há grande vantagem nesse tipo de controle, pois as decisões tornam-se de maior confiabilidade e pode-se executar projetos de processos bastante complicados. Por exemplo: no caso de uma indústria química há vários pontos do processo em que pressão, temperatura, etc., devem ser rigorosamente controlados. Quando as condições fugirem das especificadas, providências devem ser tomadas para a normalização das mesmas. Isto deve ser feito através da abertura de válvulas, controle de termostatos, etc.

Utilizando-se um processo eletrônico de controle, as informações físicas (aumento de vazão, queda de temperatura, etc.) são transformadas em impulsos elétricos (input). O computador recebe estas últimas e através de um programa decide quais as providências a serem tomadas.

Estas (output) são transformadas em sinais mecânicos de comando para os dispositivos de controle.

3º) Até agora vimos exemplos de closed loop systems. Veremos adiante um caso de open loop system, isto é, o computador colige e analisa informações, separa condições especiais e apresenta os resultados ao operador para decisão e implementação. É o caso do sage system, que descreveremos a seguir.

O sage system, sistema de defesa aérea, é um complexo automático muito sofisticado de controle. O centro desse sistema é uma rede enorme de computadores eletrônicos nos quais se colocam informações de planos de vôo e sobre o tempo. Por meio de gigantesca rede de comunicações o radar é ligado diretamente aos computadores.

Quando se identifica um avião, sua posição é exibida junto com os planos de vôo armazenados. Assim determina-se se é ou não inimigo. Se é tido como tal, a máquina dá sua posição, velocidade e direção num mapa (tubo de raios catódicos) na frente do pessoal de comando. Adicionalmente o computador sugere uma distribuição das forças disponíveis para encontrar o inimigo. O responsável humano decide contudo sobre a locação das forças, podendo aceitar ou não a sugestão do computador. A decisão deve ser comunicada à máquina, que então guiará os interceptadores ao alvo.

Trata-se, como vemos, de um automatic control loop, no qual o homem tem o poder de veto. Contudo, os subprocessos de guiar os interceptadores ao alvo envolvem closed feedback loops, pois mudanças de curso dos interceptadores devem ser detectadas e corrigidas, e eles devem reagir às fugas do inimigo.

Pode acontecer que em caso de ataque a situação seja de tal modo complexa que a única coisa a fazer seja atender às sugestões do computador.

Este sistema tornou-se porém obsoleto antes de sua completa instalação. Foi projetado para trabalhar com aviões de velocidade aproximadamente igual à do som e agora há o problema dos mísseis intercontinentais para os quais não há a existência de radar ou armas de defesa. Porém, o crescente congestionamento do tráfego aéreo nos Estados Unidos parece requerer um controle automático mais ou menos nos moldes do sage system.

As velocidades dos mísseis estão atingindo valores tais que tornam impossíveis as reações humanas de controle. Não se teria chegado ao progresso atual em astronáutica e armas de defesa sem o concurso dos computadores eletrônicos.

3.3. COMPUTADORES E PROCESSAMENTO DE DADOS

Um dos maiores objetivos da automatização de escritórios é a redução de suas despesas. Nem sempre isso ocorre mas tem-se conseguido sucesso principalmente em situações de grande volume. A Ford Motor Company economizou centenas de milhares de dólares em um ano na preparação de sua folha de pagamento de Detroit. As empresas seguradores de vida, que lidam com grandes arquivos, também encontraram no computador eletrônico um instrumento imprescindível para conter os crescentes custos de seus escritórios. O departamento de recenseamento dos Estados Unidos traduziu sua mão-de-obra à metade e produziu duas vezes mais com o uso do computador eletrônico.

Vejamos alguns casos típicos:

1º) O controle de estoques é talvez o campo mais válido dos computadores eletrônicos nas indústrias manufatureiras. Para esse contrôle necessitamos de estudos detalhados sobre fluxo de informações, definição dos controles, etc. Considere-se por exemplo uma firma que produz e vende determinados produtos. Esta firma deve ter:

- lista completa dos compradores, endereços, balanços, créditos, etc;

- lista completa de todos os componentes do produto e suas quantidades, bem como quantidades de produtos acabados, semi-acabados, etc.;

- lista de fornecedores que contém nome, endereço, balanço, créditos, etc.

O computador controlaria então os compradores (créditos, descontos, etc), os estoques (tanto intermediários como finais), detectando faltas e emitindo ordens de compra para os fornecedores.

A velocidade com que o computador pode determinar os efeitos de uma mudança nos estoques trará bastante economia, diminuindo o investimento em estoques. A quantidade de papéis e a confusão conseqüente serão bastante reduzidas. O computador poderá fornecer relatórios completos à diretoria com base nas ordens emitidas.

2º) Aproveitando as idéias desenvolvidas pelo sistema sage, companhias estão começando a considerar sistemas integrados, nos quais os dados são coletados em vários locais e enviados através de um complexo sistema de telecomunicações para um computador central.

Em tais sistemas, o computador está em posição de adquirir informações, considerando milhares de ocorrências como ordem de produtos, recepção de matérias-primas, produção de peças, etc. Estas informações podem ser analisadas e comparadas com os planos, permitindo assim correções em tempo hábil. Um dos primeiros sistemas Real Time foi o das linhas aéreas americanas.

O problema de reservas de passagens é complexo, notando-se que centenas de cancelamentos, vendas, trocas de horário, etc., são feitos a cada minuto. Por meio de um computador consegue-se satisfazer ao freguês com reservas imediatas, e à companhia com uma perfeita lista das reservas efetuadas. Tudo em poucos minutos.

Se não houver vaga o computador indica outros vôos, assim como hotéis, lugares de interesse em seu destino, providências, conexões com outros vôos, etc. Para a companhia o computador informa o número de passageiros em cada vôo, as provisões de comida e bebida necessárias, porcentagem de faltosos, fatores de peso, número de vôos atrasados, etc.

O sistema de controle Real Time é agora também utilizado em outras empresas, como por exemplo bancos no controle dos saldos de contas corentes.

3º) No diagnóstico médico pelo computador podemos ter a seguinte seqüência:

- o computador dá uma lista dos possíveis diagnósticos, baseado nos conhecimentos médicos e nos sintomas do doente.

- indica os testes posteriores para a escolha entre dois diagnósticos alternativos.

- calcula a probabilidade de cada diagnóstico alternativo.

- compila dados estatísticos que: a) relatam combinações de sintomas; b) estimam os resultados dos tratamentos das doenças.

- elabora um critério quantitativo para utilizar na avaliação dos resultados de certos exames como eletrocardiogramas, eletroencefalogramas, etc.

- elabora o mais preciso plano de tratamento.

4. Conclusão

Com os computadores, os matemáticos e cientistas foram obrigados a introduzir novas técnicas para a resolução de problemas. Na pesquisa dessas técnicas foram ajudados pelos próprios computadores. Alguns modelos matemáticos que têm sido desenvolvidos envolvem uma grande quantidade de cálculos para a obtenção de solução. Um exemplo típico é a programação linear.

Em uma indústria química, a partir do custo das matérias-primas, característicos tecnológicos e preços dos produtos, pode-se decidir as quantidades a serem produzidas. PERT e CPM são aplicados na elaboração de projetos bem como no desenvolvimento de programas, usando-se computadores. Talvez o mais importante desenvolvimento na área de pesquisa operacional é a técnica de simulação, quando sistemas complicados podem ser testados por meio de uma representação matemática e lógica. Utilizando uma combinação de variáveis que afetam um determinado problema, pode-se ter, como uma simulação no computador, a indicação da melhor decisão a se tomar entre aquelas que foram inicialmente propostas, dando-nos assim a possibilidade de executarmos a política mais vantajosa.

Um dos impactos mais importantes causado pelo computador eletrônico é o aumento da produtividade: produtividade do cientista, engenheiro, operário, trabalhador de escritório, mestre ou administrador.

Um aumento na quantidade de trabalho efetivo do cientista e do engenheiro se reflete no aumento da produtividade das linhas de produção, devido ao projeto de produtos melhores ou máquinas mais eficientes.

Nos últimos tempos, nos Estados Unidos, a produtividade do trabalhador de escritório, e, em conseqüência, seu padrão de vida, tem ficado atrás daquela dos que trabalham na indústria. O advento do computador eletrônico pode fornecer as ferramentas para estabelecer o equilíbrio com o operário, que tem recebido até agora o benefício do aprimoramento das máquinas e métodos de trabalho.

A produtividade do administrador determina a eficiência com que a empresa opera. Essa eficiência pode ser medida pelo lucro, ou retorno sobre o investimento. Mas, de qualquer modo, podese sempre produzir melhor pelo mesmo preço, ou a mesma coisa por preço mais reduzido. Pode-se afirmar que, dentro de certo período, o uso de computadores eletrônicos para se obter melhores informações para o controle da administração e o uso de avançadas técnicas matemáticas para a tomada de decisões aumentarão significativamente a produtividade da administração.

O advento dos computadores eletrônicos traz consigo tremendo potencial para fornecer bem-estar material, mas, ao mesmo tempo, nos ameaça com o desemprêgo em várias faixas do trabalho humano. Portanto, os homens deverão ser instruídos para ocuparem outras faixas de trabalho criadas pelos computadores.

Para poder empregar os computadores que lhes traziam vantagens econômicas, os administradores tiveram que alterar seus pontos de vista em vários aspectos, o que foi bastante vantajoso. Passaram a considerar a empresa como um sistema integrado e a analisar as várias funções decorrentes dentro do mesmo. Os computadores eletrônicos mudaram também o modo de os administradores encararem as ciências administrativas, pois esses viram que o que se gasta com pesquisas e desenvolvimento do produto é recompensado com o lucro. Os computadores não só nos convenceram disto, como também demonstraram que técnicas como a da simulação devem ser estudadas, pois facilitam as referidas pesquisas.

Essas mudanças nas atitudes dos administradores e a velocidade crescente de avanço tecnológico trouxeram mudanças radicais nos programas de formação de novos administradores. Preferivelmente a ensiná-los, milhões de técnicas que se tornarão obsoletas ao se formar o aluno, certos programas atuais se restringem a disciplinas básicas, economia, matemática, lógica, relações humanas e procuram desenvolver sua capacidade de aplicar tais ferramentas analíticas na solução de quaisquer problemas que êle possa enfrentar como administrador.

Biliografia

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ARTIGOS Computador: conceitos e aplicações Samsão Woiler Livre-docente da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo A Revolução Industrial começada em 1860 foi um marco importante na história da humanidade. Porém, mais importante ainda será considerada no futuro a era da informática que ora atravessamos, iniciada há aproximadamente um quarto de século, com o emprego em larga escala dos computadores eletrônicos.

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Vídeo curto apresentando a ideia básica do funcionamento de um computador (5 minutos)

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Video que apresenta a arquitetura de Von Neumann e seu funcionamento básico (6 minutos)

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Arquitetura de VON NEUMANN de MANEIRA DESCOMPLICADA

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Após estudar os conteúdos desta aula, responda ao desafio da Atividade Autônoma Aura! (Formulário disponível exclusivamente de 09/03 a 16/03/2022).

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Texto que apresenta as significativas contribuições de Von Neumann à área de computação (20 minutos)

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Texto apresentando a arquitetura de Von Neumann (15 minutos)

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Embarcados - Sua fonte de informações sobre Sistemas Embarcados

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Oi pessoal. No artigo anterior, Visão Geral de Microprocessadores, eu fiz uma pequena introdução à nossa série, assim como dei uma visão geral de um sistema computacional completo. Hoje vou falar de uma arquitetura de microprocessadores muito particular, chamada Arquitetura de John Von Neumann, uma das pioneiras.

História

Nos primórdios da Computação não exista o conceito de PROGRAMA ARMAZENADO, isto significa que os programas eram desenvolvidos, executados e apresentavam os resultados imediatamente.

O conceito de programa armazenado surgiu da necessidade de armazenar programas em um computador, pois, até então, ainda não havia formas de armazenar programas em um computador. John Von Neumann e outros pesquisadores descobriram que, utilizando dispositivos de memória em formas de linha de retardo de mercúrio, poderiam armazenar instruções de programas.

Pra nós hoje esse conceito de programa armazenado já está muito bem edificado. Nós codificamos, desenvolvemos software em diversas linguagens de programação, armazenamos nosso código fonte em um HD Externo, ou no HD interno, ou na Nuvem se assim desejarmos. O código executável desses softwares compilado, que está armazenado em algum desses dispositivos, sempre passa pela memória principal, depois pela memória cache e então é executado na CPU.

O conceito de programa armazenado surgiu durante o projeto EDVAC e John Von Neumann acabou recebendo a maior parte dos créditos pela definição, mas a verdade é que várias pessoas participaram da construção. John Von Neumann ganhou mais destaque que os outros por ter escrito um relatório sobre o EDVAC, com 101 páginas, descrevendo formalmente o conceito, criando assim uma espécie de guia para a construção de computadores.

A arquitetura de John Von Neumann

A proposta inicial de um computador de programa armazenado, relatada pelo próprio Von Neumann, era dividida em cinco partes:

central aritmética;

central de controle;

memória;

gravação;

entrada e saída.

Primeira Parte Específica - Central Arithmetic (CA): O dispositivo deve realizar as operações elementares da aritmética mais frequentemente, e por este motivo deve ter unidades especializadas apenas para essas operações.

Segunda Parte Específica - Control Center (CC): A sequenciação apropriada das operações pode ser executada, de forma mais eficiente, por um controle central.
Terceira Parte Específica:
Memória (M): Qualquer dispositivo que tiver que executar longas e complicadas sequências de operações precisa ter uma memória considerável.

Recording (R): Deve ser capaz de manter contato com a entrada e a saída, que são como os neurônios correspondentes sensoriais e motores do cérebro humano.

Quarta Parte Específica - Input (I): É necessário ter unidades para transferência de informações de R para M.

Quinta Parte Específica - Outuput (O): É necessário ter unidades para transferência de informações de M para R.

Características

A arquitetura é composta por três grandes sistemas de hardware: sistema central de processamento, sistema de memória e sistema de entrada/saída. A arquitetura tem a capacidade de executar instruções sequencialmente e possui apenas um caminho de dados entre a UCP e a memória principal, o que é chamado de Gargalo de von Neumann. Atualmente, é claro, isso não existe mais e sofreu uma grande evolução.

1. Unidade Central de Processamento (UCP) ou Central Processing Unit (CPU): A CPU deve ser composta por uma unidade de controle (UC), uma unidade lógica aritmética (ULA), vários registradores (memórias internas da CPU) e um contador de programa (PC);
2. Sistema de Memória Principal; 3. Sistema de Entrada/Saída.
Vamos ver agora uma IMAGEM que representa o conceito da Arquitetura de John Von Neumann. Observe a Figura 1:

A Figura 1 apresenta a Arquitetura de John Von Neumann representando os três grandes sistemas de hardware. A seguir descrevo as funções dos componentes ilustrados na Figura 1.

FUNÇÃO DA CPU: A unidade central de processamento tem como função executar programas que estão armazenados na memória principal, buscar as instruções desses programas, examinar essas instruções e executar as instruções uma após a outra (sequência).

FUNÇÃO DA UC: A unidade de controle tem como função buscar instruções na memória principal e determinar o tipo dessas instruções.

FUNÇÃO DA ULA: A unidade lógica aritmética tem como função efetuar operações aritméticas e efetuar operações booleanas (E, OU, NOT, etc);

FUNÇÃO DOS REGISTRADORES: Os registradores da unidade central de processamento são memórias de altíssima velocidade que armazenam resultados temporários. Alguns registradores têm uma função e um tamanho específico (em bits e/ou bytes) e são lidos/escritos em alta velocidade pois são internos à CPU. A CPU não consegue manter todos os valores manipulados por um programa apenas em registradores, por isso necessita de uma memória para o armazenamento das informações.

FUNÇÃO DO PC: A função do Contador de programa, ou Programm Counter, é o de indicar a próxima instrução a ser buscada para execução pela CPU. Esse é um exemplo de registrador com função específica.

FUNÇÃO DO IR: A função do Registrador de Instrução é o de conter (armazenar) a instrução que está sendo executada no momento. Este é um outro exemplo de registrador com função específica.

O Ciclo de Execução

O ciclo de execução diz respeito à forma com que uma instrução é executada pela CPU, os caminhos que ela deve fazer e as unidades funcionais pelas quais ela passará, ou seja, descreve como o hardware trabalha com as instruções que serão executadas. O ciclo de execução de Von Neumann é simples e normalmente é citado como BUSCA-DECODIFICAÇÃO-EXECUÇÃO, pois é exatamente isto o que ocorre: busca uma instrução, a decodifica e a executa. Vamos ver um algoritmo passo a passo que ilustra a execução de uma instrução aritmética (que faz parte de um programa executável) em máquinas Von Neumann:

1. A unidade de controle busca a próxima instrução do programa na memória principal;
2. O contador de programa é usado pela unidade de controle para determinar onde a instrução está localizada;
3. A instrução é decodificada para uma linguagem que a unidade lógica aritmética possa entender;
4. Os operandos de dados requeridos para executar a instrução são carregados da memória e colocados em registradores;
5. A unidade lógica aritmética executa a instrução e coloca os resultados em registradores ou na memória.

Isso pode ser representado por um algoritmo que é ilustrado na Figura 2:

O algoritmo começa buscando, na memória principal, a próxima instrução do programa que será executada. A unidade de controle é responsável por isso. O Contador de programa deve ser incrementado para que a próxima instrução a ser executada seja encontrada. Em seguida a instrução deve ser decodificada, identificando primeiramente o seu código. Se a instrução tiver Operandos, como em uma operação aritmética, então, é necessário buscar esses operandos (valores). Para isso é preciso calcular o endereço do operando, para saber onde ele se encontra na memória e, somente depois pegar esse valor e armazenar em registradores para manipulação. Quando os operandos terminarem de ser buscados e armazenados, somente então a operação é executada pela Unidade Lógica Aritmética. Se a instrução não tiver operandos, a instrução simplesmente é executada logo após a avaliação da condição.

Conclusão

A Arquitetura de John Von Neumann é referência nos estudos sobre Microprocessadores e Arquitetura. Por mais que esse tipo de sistema computacional não seja mais utilizado, foi ele o precursor de tudo o que conhecemos hoje. Para podermos avançar e evoluir, é muito importante conhecer o passado, o que nos levou a estar no ponto onde estamos e, o que podemos fazer para melhorar ainda mais. Caso queiram contribuir, ou se tiverem dúvidas, por favor, deixem nos comentários. Muito Obrigada e até o próximo artigo.

Referências - Arquitetura de John Von Neumann

MONTEIRO, Mario A. Introdução a Organização de Computadores. 5ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007

TANENBAUM, Andrew S. Organização Estruturada de Computadores. 5ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010.

STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores. 8ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010.

NULL, Linda. Princípios Básicos de Arquitetura e Organização de Computadores. 2ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2010.

LORIN, Harold. Introdução a Arquitetura e Organização de Computadores. Rio de Janeiro: Campus, 11985.

PATTERSON, David A.; HENNESSY, John L. Organização e Projeto de Computadores: A Interface Hardware e Software. 2ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000.

WEBER, Raul Fernando. Fundamentos de Arquitetura de Computadores. 3ª ed. Porto Alegre, RS: Bookman, Instituto de Informática da UFRGS, 2008.

HENNESSY, JOHAN L. Arquitetura de Computadores: uma abordagem quantitativa. Rio de Janeiro: Campus, 2003.

REBONATO, MARCELO T. Organização de Computadores: notas de aula. Universidade de Passo Fundo.

RICARTE, IVAN l. M. Organização de Computadores. Universidade Estadual de Campinas.

Wikipedia - https://pt.wikipedia.org/wiki/John_von_Neumann

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Oi pessoal. No artigo anterior, Visão Geral de Microprocessadores, eu fiz uma pequena introdução à nossa série, assim como dei uma visão geral de um sistema computacional completo. Hoje vou falar de uma arquitetura de microprocessadores muito particular, chamada Arquitetura de John Von Neumann, uma das pioneiras.

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Vídeo curto comparando a arquitetura de Von Neumann frente à arquitetura Harvard (5 minutos)

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Arquitetura de Von Neumann vs Arquitetura de Harvard

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Vídeo curto da Dell que apresenta algumas características para a escolha do processador (3 minutos)

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Processador (CPU) - O que é? 4 Principais Características

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Após estudar os conteúdos desta aula, responda ao desafio da Atividade Autônoma Aura! (Formulário disponível exclusivamente de 16/03 a 23/03/2022).

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Texto comentando sobre um clone moderno de um dos mais simples microcomputadores construídos (5 minutos).

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The golden age of 8-bit computing brought us pixelated graphics in bright colours, accompanied of course by chiptune music. This aesthetic is strong enough to define a collective image of a generation's youth, even if the 1980s reality had much more of the tired 1970s leftovers about it. The truth was that not all popular 8-bit machines had colour, sound, or good graphics, and among these limited-capability machines was Sir Clive Sinclair's ZX81. With a Z80, 1k of RAM, a membrane keyboard, and not much else, it helped set the stage for the hugely popular ZX Spectrum which followed it. The fun's not over though, as [Augusto Baffa] demonstrates with his modern recreation of a machine that can switch between the '81 and its less-popular ZX80 predecessor.

Rather than a Eurocard-sized mainboard and membrane keypad, this clone copies the ZX80 with a full-sized mainboard the front of which carries the keyboard contacts. It also eschews the ULA found in the '81 for discrete TTL. It's based upon the venerable Grant Searle design for a homebuilt Sinclair computer, and all of the files for this version can be found in a GitHub repository.

There is a lot to be said for the ZX81 as a model for retrocomputer experimentation, because of its extreme simplicity. It may have been no great shakes in the computing department compared to many of its competitors, but it remains possibly one of the easiest of the bunch whose operation to completely understand. Also we like it for that paltry 1k of memory, teaching kids about memory constraints is a good thing in our book.

We've featured the diminutive ZX more than once, including a couple of years ago in our April Fools coverage.

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A Sinclair ZX81 Clone Still Has The Power To Fascinate

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The golden age of 8-bit computing brought us pixelated graphics in bright colours, accompanied of course by chiptune music. This aesthetic is strong enough to define a collective image of a generation's youth, even if the 1980s reality had much more of the tired 1970s leftovers about it.

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Texto apresentando vários detalhes relacionados aos processadores (10 minutos)

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Um processador é uma espécie de microchip especializado. A sua função é acelerar, endereçar, resolver ou preparar dados, dependendo da aplicação. Basicamente, um processador é uma poderosa máquina de calcular: Ela recebe um determinado volume de dados, orientados em padrão binário 0 e 1 e tem a função de responder a esse volume, processando a informação com base em instruções armazenadas em sua memória interna.

ULA é a sigla para Unidade Lógica Aritmética. Trata-se do circuito que se encarrega de realizar as operações matemáticas requisitadas por um determinado programa.

Processadores atuais possuem outra unidade para cálculos, conhecida como Unidade de Ponto Flutuante. Essa, por sua vez, serve para trabalhar com números enormes, de 64, 128 bits, por exemplo.

O termo "cérebro eletrônico" está longe de classificar e resumir o funcionamento de um processador. No entanto, a Unidade de Controle é o que há de mais próximo a um cérebro dentro do processador. Esse controlador define o regime de funcionamento e da ordem às diversas tarefas do processador.

Entenda como o espaço onde as instruções podem ser armazenadas dentro do processador funciona: Dado o volume de trabalho que a CPU enfrenta, neste espaço são alocadas informações constantemente requisitadas.

Isso é feito como forma de ganhar tempo: armazenadas no processador, esses dados estão rapidamente acessíveis e não é necessário executar uma varredura em disco ou na RAM para buscar as informações.

Os registradores são a memória do processador. Você já entendeu que este microchip altamente especializado recebe dados e os processa, num regime de entrada e saída de informação que faz com que o computador, o tablet, o videogame, o GPS, a TV, enfim, todo equipamento eletrônico funcione.

Para "saber" o que fazer com os dados, contudo, o processador precisa de instruções. É isso que está armazenado neste tipo de memória chamada de Registrador: diversas regras que orientam a ULA a calcular e dar sentido aos dados que recebe.

Memory Management Unit (MMU)

O Memory Management Unit (MMU) é o responsável pela coordenação do funcionamento da memória. O processador só pode ser rápido se a memória RAM acompanhar. O MMU é o recurso que transforma as instruções lógicas (virtuais) em endereços físicos nos bancos de memória.

O processador varre a memória atrás de dados e instruções e o MMU é o recurso que anota onde cada informação do sistema está hospedada na memória. É ele que diz onde o processador deve procurar.

Ter mais ou menos Hertz significa o quanto o processador troca dados com o sistema. O processador que oferece 2.0 GHz pode realizar 2 bilhões de ciclos por segundo.

O circuito clock, que mede os ciclos e orienta o ritmo do fluxo de troca de informações no processador, é um dos principais critérios para estabelecer a velocidade do processador. Vale ressaltar, no entanto, que outros pontos entram nesta conta, como interface de memória, quantidade de cache, arquitetura, entre outros.

Existem vários tipos de processadores e cada tipo de aplicação requer um determinado tipo de processador. É o caso dos nossos computadores, que usam os x86.

Dispositivos compactos e com menos tipos de aplicações usam diferentes tipos de processadores. O celular, independente do nível de sofisticação, usa um processador SoC (sigla para System on a Chip: sistema em um chip). Isso significa que o processador em questão agrega diversos outros recursos, como chip de rádio, conectividade, processador gráfico e outros.

Basicamente, qualquer chip que controle algum hardware é um processador. Ele recebe dados, endereça-os e os devolve processados. Uma placa de rede, um adptador Bluetooth e mesmo um pen drive possuem controladores.

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Saiba o que é processador e qual sua função

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Um processador é uma espécie de microchip especializado. A sua função é acelerar, endereçar, resolver ou preparar dados, dependendo da aplicação. Basicamente, um processador é uma poderosa máquina de calcular: Ela recebe um determinado volume de dados, orientados em padrão binário 0 e 1 e tem a função de responder a esse volume, processando a informação com base em instruções armazenadas em sua memória interna.

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Texto explicando o que é um processador e algumas de suas características (15 minutos)

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Neste artigo você vai entender o porquê de o processador ser uma das peças eletrônicas mais importantes na computação

Um processador central, ou CPU ( Central Processing Unit, "Unidade de Processamento Central", em português), é indiscutivelmente o componente mais importante de qualquer dispositivo de computação. Ele lida com instruções básicas e aloca as tarefas mais complicadas a outros chips específicos para fazer com que eles façam o que fazem melhor. É o núcleo do seu PC, smartphone ou tablet, e é o que faz todo o dispositivo funcionar como deveria.

O que é um processador?

A própria CPU é um componente central do que faz do computador um computador, mas não é o computador em si - é apenas o cérebro da operação. O processador é um pequeno chip de computador que fica no topo da placa de circuito principal (placa-mãe) de um PC, laptop, tablet ou smartphone.

Ele é distintamente separado da memória, que é onde as informações são armazenadas, e da placa gráfica ou do chip gráfico, que processa toda a renderização de vídeo e gráficos 3D no monitor ou na tela.

As CPUs são construídas colocando bilhões de transistores microscópicos em um único chip de computador. Esses transistores permitem que ele faça os cálculos necessários para executar programas armazenados na memória do seu sistema.

Um dos avanços mais comuns da tecnologia dos processadores é tornar esses transistores cada vez menores. Isso resultou na melhoria da velocidade dos processadores ao longo das décadas, muitas vezes referida como Lei de Moore.

A famosa Lei de Moore surgiu em 1965 através de um conceito estabelecido por Gordon Earl Moore. Ela dizia que o poder de processamento dos computadores, de forma geral, dobraria a cada 18 meses. Não há como dizer que esta lei vá perpetuar por muito mais tempo, mas até agora ela tem sido válida.

No contexto de dispositivos modernos, um desktop ou laptop terá uma CPU dedicada que executa várias funções de processamento para o sistema. Dispositivos móveis e alguns tablets utilizam um "System-on-Chip" (SoC), que é um chip que contém seu processador junto com outros componentes.

A Intel e a AMD, por exemplo, oferecem processadores com chips gráficos e memória armazenada nelas, o que significa que podem fazer mais do que apenas funções padrão da CPU.

Tanto os processadores Intel quanto AMD são construídos em circuitos diferentes e, por isso, é impossível compará-los de uma forma justa. Se você perguntar a um especialista qual é o melhor, ele somente diria que ambos são igualmente bons e se você escolhe uma CPU Intel ou AMD depende inteiramente de suas necessidades e preferências.

A seguir, discutiremos os recursos exclusivos de cada marca de CPU.

Intel x AMD

Frequência de clock

A velocidade da Intel sempre parece ser maior do que a da AMD. Mas tenha cuidado, pois isso não implica que a CPU da Intel é melhor.

A maior velocidade do clock significa simplesmente que há mais ciclos de trabalho por segundo, não a quantidade de trabalho realizado por segundo. A CPU Intel tem a tendência de dividir sua tarefa em várias partes pequenas para facilitar o processamento.

Dessa forma, a quantidade de trabalho realizada por ciclo é relativamente pequena. No entanto, a AMD tem um ciclo de trabalho menor, mas processa mais dados por ciclo. Assim, quando somada, a quantidade de trabalho realizado pode ser bastante significativa.

A menos que façamos benchmarking para determinar o desempenho de cada CPU AMD e Intel, definitivamente não é uma boa ideia dizer que um determinado modelo da Intel é melhor que outro modelo da AMD apenas porque ele tem uma velocidade de clock maior.

Tipo de Socket

A principal razão pela qual você não pode usar um processador AMD e Intel na mesma placa-mãe é porque eles não têm a mesma configuração de pinos. Por causa do diferente circuito, o número de pinos de conexão para ambas as marcas de CPU também é diferente.

Mesmo dentro da mesma marca, um modelo específico pode usar diferentes configurações de pinos de outro modelo. A nova geração do chip AMD, por exemplo, possui 1331 pinos e usa o soquete AM4.

Empty CPU processor socket with pins on motherboard

Já o chip Intel (a nova geração) tem 1366 pinos e usa o soquete LGA1366 na placa-mãe. Assim, ao escolher a CPU, é importante ter em mente o tipo de socket usado pela sua placa-mãe.

Preço

Ao comparar uma CPU Intel e AMD com aproximadamente a mesma especificação, os processadores AMD sempre saem mais baratos (provavelmente porque a Intel usa mais cache L2/L3 em suas CPUs). Se você estiver procurando economizar dinheiro sem afetar o desempenho, adquira um processador AMD.

Performance

Assim que a AMD adquiriu a ATI, eles começaram a integrar a capacidade de processamento gráfico ao núcleo da CPU e esse esforço valeu a pena. Se você estiver usando um chip AMD para jogos, você geralmente terá um desempenho gráfico melhor do que um chip Intel equivalente (supondo que você esteja usando uma placa gráfica ATI).

Quando se trata de multitarefa, a Intel tem uma vantagem sobre a AMD com sua tecnologia HyperTreading. No entanto, essa vantagem só é válida se o software/aplicativo suportar multitarefa (a capacidade de dividir suas tarefas em partes menores).

O que um processador realmente faz?

Em seu núcleo, um processador recebe instruções de um programa ou aplicativo e executa um cálculo. Esse processo pode ser dividido em três etapas principais: buscar, decodificar e executar. Ele busca a instrução da RAM de um sistema e decodifica o que a instrução realmente é, antes de ser executada pelas suas partes relevantes.

A instrução executada, ou cálculo, pode envolver aritmética básica, comparar determinados números juntos ou movê-los na memória. Como tudo em um computador é representado por números, esses tipos de tarefas simples equivalem ao que uma processador faz. É o que facilita tudo, desde inicializar o Windows até assistir a um vídeo do YouTube.

Nos sistemas modernos, a CPU não faz tudo, mas ainda precisa alimentar o hardware especializado com os números de que precisa para realizar seu trabalho. Em palavras mais técnicas, ele precisa dizer à placa gráfica para mostrar uma explosão em um jogo quando você tenta acessar seu documento do Office da memória local.

Núcleos, frequências e custos

Originalmente, os processadores tinham um único núcleo de processamento. Hoje, os mais modernos são compostos de múltiplos núcleos que permitem executar várias instruções de uma só vez.

Eles são efetivamente várias CPUs em um único chip. Quase todas vendidas hoje são pelo menos dual core (dois núcleos), mas na extremidade superior, você vê quad core (quatro núcleos) e até deca core (dez núcleos) de processamento.

Alguns processadores também empregam uma tecnologia chamada multi-threading, que cria núcleos de processador virtual. Eles não são tão poderosos quanto os núcleos físicos, mas podem ajudar a melhorar o desempenho de uma CPU.

A velocidade do relógio (frequência de operações por segundo) é outro número que é muito usado com CPUs. Essa é a figura do "gigahertz" (GHz) que você verá nas informações do produto da CPU. Ele denota com eficiência quantas instruções um processador pode manipular por segundo, mas essa não é a imagem completa quando se trata de desempenho.

A velocidade do clock geralmente entra em cena quando se comparam CPUs da mesma família ou geração de produtos. Quando tudo o mais é o mesmo, uma velocidade de clock mais rápida significa um processador mais rápido, mas um processador de 3.0 GHz de 2010 não será tão rápido quanto um processador de 2.0 GHz de 2018, pois a tecnologia evoluiu desde então.

Então, quanto você deve pagar pela sua CPU? Em resumo, a menos que você seja um jogador hardcore ou alguém que queira fazer edição de fotos ou vídeos, você não precisa gastar mais de R$ 1.000,00. Atenha-se a uma geração recente. Para chips Intel, chips de 6ª, 7ª ou 8ª geração, e para AMD, seus processadores Ryzen 1000 ou 2000.

A seguir vamos conferir as principais características e aprender a diferenciar os diferentes modelos de processadores da Intel para que você possa escolher o melhor componente para suas necessidades

Intel Core i3: uso no dia-a-dia

Se você procura um laptop ou desktop para tarefas diárias de computação, como navegação na Web, transmissão de vídeo e trabalho no escritório, o i3 é uma ótima escolha.

A 8ª geração tem até 4 núcleos - o dobro da 7ª geração - tornando o uso diário muito mais rápido. Ele ainda permite que você assista conteúdo em visualização imersiva 4K e 360°.

Com o Intel Core i3 você pode:

Navegar por várias páginas da Web sem problemas;

Trabalhar no Word ou Excel;

Transmitir filmes e programas de TV da Netflix em HD;

Ouvir música no Spotify;

Multitarefa de forma eficiente com a tecnologia Intel Hyper-Threading.

Intel Core i5: uso casual e profissional

Graças à atualização da 8ª geração, muitos processadores i5 agora possuem 6 núcleos de capacidade de processamento. Isso significa que eles podem lidar com mais trabalhos ao mesmo tempo.

Designers e fotógrafos estarão satisfeitos com o seu desempenho, assim como os novos PC Gamers.

Com o Intel Core i5 você pode:

Multitarefa facilitada - trabalhe em planilhas, ouça música e navegue na web;

Trabalhar em tarefas complicadas como renderizar grandes arquivos do Excel;

Editar no Photoshop e esboçar no Illustrator;

Crie, compartilhe e assista conteúdo em 4K;

Jogue intensivamente jogos de PC;

Benefício de tarefas repetidas mais rápidas graças ao grande tamanho do cache;

Obtenha um impulso temporário ao usar programas exigentes com a tecnologia Intel Turbo Boost 2.0.

Intel Core i7: para o usuário mais exigente

Se você tiver uma edição avançada de vídeo ou modelagem 3D, precisará de um processador muito rápido e de bons gráficos. Por isso, o i7 é sua melhor escolha. É perfeito para as demandas dos fãs de jogos mais exigentes também.

Com 6 núcleos originais e a tecnologia para criar outros 6 núcleos virtuais, ele tem energia suficiente para as tarefas mais exigentes.

Com o Intel Core i7 você pode:

Codificar vídeo com mais eficiência;

Trabalhar suavemente em programas de modelagem 3D;

Editar sem problemas no Photoshop e esboçar no Illustrator;

Ver e editar conteúdo 4K UHD e vídeos em 360°;

Trabalhar de forma produtiva com programas criativos exigentes - cada núcleo usa 2 "segmentos" em vez de 1 com a tecnologia Hyper-Threading.

Intel Core i9: jogos e multitarefas levadas ao extremo

A mais nova adição à família Intel, o Core i9 X-Series, é o processador mais poderoso da Intel com 18 núcleos e 36 segmentos. E com a tecnologia Intel Turbo Boost Max 3.0 atualizada, ela eleva tudo o que você faz a novas alturas.

O i9 transforma seu PC em um estúdio, produzindo vídeos em 4K ou 360° de tirar o fôlego, fotos incríveis ou música de alta qualidade. Os jogadores também não ficarão desapontados - esta é a melhor ferramenta para jogos de realidade virtual.

Com o Intel Core i9 você pode:

Produzir, editar e compartilhar conteúdo 4K UHD e vídeos em 360°;

Trabalhar suavemente em programas de modelagem 3D;

Produzir e editar músicas de alta qualidade;

Editar tranquilamente no Photoshop e esboçar no Illustrator;

Aproveitar a melhor experiência de jogo e VR;

Trabalhar de forma mais produtiva ao usar programas criativos exigentes.

AMD Ryzen R3: para iniciantes

Estes são os processadores de "entrada" da AMD. Os Ryzen R3 são equivalentes aos Core i3, embora ofereçam vantagens técnicas e de performance significativas sobre os modelos da Intel: os R3 são todos quad-core, enquanto que os i3 da concorrente ficam nos dois núcleos.

Os R3 podem ser encontrados em dois modelos: 1200 e 1300X. As grandes diferenças entre os dois estão na velocidade de operação e no fato de que o 1300X conta com o recurso Hyper-threading na versão AMD.

AMD Ryzen R5: o modelo intermediário

Os R5 estão na faixa intermediária da nova arquitetura da AMD e, assim como os Core i5 da Intel, oferecem um bom custo-benefício para quem abre mão de investir muito pesado em processadores topo de linha, com especificações mais avançadas.

Disponíveis com quatro e seis núcleos, os Ryzen R5 são encontrados em quatro versões: 1400, 1500X, 1600 e 1600X.

AMD Ryzen R7: alto desempenho

Na ponta da tabela ficam os octa-core Ryzen R7, opções de alto desempenho da AMD. Esses processadores contam com velocidades superiores aos R5, suporte a tecnologias mais avançadas e, na comparação com os Core i7 da Intel, tendem a competir em igualdade, mas custando bem menos.

AMD Threadripper: o topo de linha

O processador Threadripper eleva o perfil de performance da arquitetura Ryzen ao oferecer múltiplos núcleos e desempenho superior ao R7. Feito para competir com os processadores Core i9 da série Extreme da Intel, essas unidades precisam de placas-mãe específicas, que possuam socket TR4.

Esse detalhe significa que, ao contrário de todo o restante da linha de CPUs lançadas pela AMD, os Threadripper não compartilham o socket padrão AM4. Ou seja, adquirir um Threadripper implica em investir numa placa-mãe específica.

Processando preços

Além de todas as características que cada modelo de processador possui, certamente um elemento que pesa muito na hora de decidir qual comprar é seu preço. Os processadores Intel Core de última geração são os que dominam o mercado eletrônico atual:

O preço dos processadore mais potentes da AMD é um pouco mais elevado quando comparado aos modelos oferecidos pela Intel, porém os demais modelos são bem competitivos:

Ryzen R3: A partir de R$ 500,00;

Ryzen R5: A partir de R$ 880,00;

Ryzen R7: A partir de R$ 1.500,00;

Threadripper: A partir de R$ 6.000,00.

Dito isso, uma CPU rápida não é tudo. Não importa o quão poderoso seja, não consegue renderizar facilmente os jogos 3D mais recentes nem pode armazenar informações. É aí que outros componentes, como placas gráficas e memória, entram em ação. Mas estas outras partes ficam para uma próxima matéria.

Em relação a qual marca escolher, Intel ou AMD, cabe ao usuário descobrir qual modelo de processador atende as suas necessidades e o quanto ele está disposto a investir para ter uma máquina robusta e que não irá deixá-lo na mão enquanto estiver executando as mais diferentes tarefas.

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Porque o processador é o componente mais importante na computação

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Neste artigo você vai entender o porquê de o processador ser uma das peças eletrônicas mais importantes na computação Um processador central, ou CPU ( Central Processing Unit, "Unidade de Processamento Central", em português), é indiscutivelmente o componente mais importante de qualquer dispositivo de computação.

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Vídeo explicando a necessidade da hierarquia de memórias (7 minutos)

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Após estudar os conteúdos desta aula, responda ao desafio da Atividade Autônoma Aura! (Formulário disponível exclusivamente de 23/03 a 30/03/2022).

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Vídeo que explica a memória principal - RAM (10 minutos)

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Um processador é uma espécie de microchip especializado. A sua função é acelerar, endereçar, resolver ou preparar dados, dependendo da aplicação. Basicamente, um processador é uma poderosa máquina de calcular: Ela recebe um determinado volume de dados, orientados em padrão binário 0 e 1 e tem a função de responder a esse volume, processando a informação com base em instruções armazenadas em sua memória interna.

ULA é a sigla para Unidade Lógica Aritmética. Trata-se do circuito que se encarrega de realizar as operações matemáticas requisitadas por um determinado programa.

Processadores atuais possuem outra unidade para cálculos, conhecida como Unidade de Ponto Flutuante. Essa, por sua vez, serve para trabalhar com números enormes, de 64, 128 bits, por exemplo.

O termo "cérebro eletrônico" está longe de classificar e resumir o funcionamento de um processador. No entanto, a Unidade de Controle é o que há de mais próximo a um cérebro dentro do processador. Esse controlador define o regime de funcionamento e da ordem às diversas tarefas do processador.

Entenda como o espaço onde as instruções podem ser armazenadas dentro do processador funciona: Dado o volume de trabalho que a CPU enfrenta, neste espaço são alocadas informações constantemente requisitadas.

Isso é feito como forma de ganhar tempo: armazenadas no processador, esses dados estão rapidamente acessíveis e não é necessário executar uma varredura em disco ou na RAM para buscar as informações.

Os registradores são a memória do processador. Você já entendeu que este microchip altamente especializado recebe dados e os processa, num regime de entrada e saída de informação que faz com que o computador, o tablet, o videogame, o GPS, a TV, enfim, todo equipamento eletrônico funcione.

Para "saber" o que fazer com os dados, contudo, o processador precisa de instruções. É isso que está armazenado neste tipo de memória chamada de Registrador: diversas regras que orientam a ULA a calcular e dar sentido aos dados que recebe.

Memory Management Unit (MMU)

O Memory Management Unit (MMU) é o responsável pela coordenação do funcionamento da memória. O processador só pode ser rápido se a memória RAM acompanhar. O MMU é o recurso que transforma as instruções lógicas (virtuais) em endereços físicos nos bancos de memória.

O processador varre a memória atrás de dados e instruções e o MMU é o recurso que anota onde cada informação do sistema está hospedada na memória. É ele que diz onde o processador deve procurar.

Ter mais ou menos Hertz significa o quanto o processador troca dados com o sistema. O processador que oferece 2.0 GHz pode realizar 2 bilhões de ciclos por segundo.

O circuito clock, que mede os ciclos e orienta o ritmo do fluxo de troca de informações no processador, é um dos principais critérios para estabelecer a velocidade do processador. Vale ressaltar, no entanto, que outros pontos entram nesta conta, como interface de memória, quantidade de cache, arquitetura, entre outros.

Existem vários tipos de processadores e cada tipo de aplicação requer um determinado tipo de processador. É o caso dos nossos computadores, que usam os x86.

Dispositivos compactos e com menos tipos de aplicações usam diferentes tipos de processadores. O celular, independente do nível de sofisticação, usa um processador SoC (sigla para System on a Chip: sistema em um chip). Isso significa que o processador em questão agrega diversos outros recursos, como chip de rádio, conectividade, processador gráfico e outros.

Basicamente, qualquer chip que controle algum hardware é um processador. Ele recebe dados, endereça-os e os devolve processados. Uma placa de rede, um adptador Bluetooth e mesmo um pen drive possuem controladores.

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Saiba o que é processador e qual sua função

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Um processador é uma espécie de microchip especializado. A sua função é acelerar, endereçar, resolver ou preparar dados, dependendo da aplicação. Basicamente, um processador é uma poderosa máquina de calcular: Ela recebe um determinado volume de dados, orientados em padrão binário 0 e 1 e tem a função de responder a esse volume, processando a informação com base em instruções armazenadas em sua memória interna.

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Vídeo que explica a memória cache (13 minutos)

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Vídeo que explica a memória flash (8 minutos)

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Vídeo que explica o barramento USB (11 minutos)

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Video que explica bit, byte e seus múltiplos. (24 minutos)

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Após estudar os conteúdos desta aula, responda ao desafio da Atividade Autônoma Aura! (Formulário disponível exclusivamente de 30/03 a 06/04/2022).

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Texto que explica a diferença entre computadores de 32 e 64 bits (10 minutos)

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Quando nos deparamos com situações em que precisamos trocar um computador, atualizar um sistema operacional ou baixar uma versão de um determinado software, é muito comum encontrarmos termos sobre o tipo de arquitetura adotada: 32 ou 64 bits. Mas existem usuários que não sabem o que isso significa. Confira, abaixo, as diferenças e esclareça suas dúvidas.

O termo "computador de 32 ou de 64 bits" diz respeito à arquitetura do processador e do sistema operacional empregados em uma determinada máquina. Ou seja, a maioria dos processadores atuais são capazes de processar dados e instruções de 64 ou de 32 bits. E é muito comum que as plataformas possuam versões compatíveis com as duas arquiteturas.

Do ponto de vista técnico, processadores de 32 bits têm a capacidade de processar "palavras" (sequência de bits) de até 32 bits, enquanto os de 64 bits podem trabalhar aquelas de até 64 bits, ou seja, o dobro de informações.

Para simplificar, podemos fazer uma analogia: na arquitetura de 32 bits, enquanto um processador precisa realizar duas ou mais "viagens" (uma a cada ciclo de clock) para interpretar determinadas informações, na de 64 bits, ele realizaria apenas uma.

Dessa forma, a capacidade de um hardware do gênero poder trabalhar com uma quantidade maior de bits, não influenciará diretamente em sua velocidade de operação, mas em um melhor desempenho geral da plataforma (desde que este, também seja compatível com a arquitetura de 64 bits).

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Em termos de sistemas operacionais, uma característica importante, consiste no fato de as versões de 64 bits serem capazes de reconhecer uma quantidade maior de memória RAM do que as de 32 bits.

Enquanto o Windows 7 Ultimate de 32 bits suporta o máximo de 4 GB de RAM, o outro reconhece memórias de até 192 GB. Portanto, para que o seu sistema operacional possa usufruir de um melhor desempenho de processamento, não basta apenas que o seu computador tenha um processador compatível com uma arquitetura superior, mas também, que opere em 64 bits.

Para decidir será necessário responder, primeiramente, qual tipo de uso você fará com tal máquina? Se o usuário tiver um perfil mais voltado à execução de tarefas básicas, como a utilização de processadores de texto, planilha de cálculos e navegadores da Internet, um sistema operacional com 32 bits é o suficiente.

Neste caso, o processador não precisará fazer operações complexas para realizar o processamento dos dados e instruções provenientes de tais tipos de softwares.

Por outro lado, se o usuário quiser utilizar programas que exigem um maior poder de processamento, como o Photoshop, AutoCAD, editores de vídeos, entre outros, um sistema compatível com a arquitetura de 64 bits é mais recomendável.

Tais tipos de softwares exigem que o hardware trabalhe com operações que envolvem números maiores e cálculos mais complexos, em um sistema de 32 bits a CPU teria que dividir as suas operações em diversas partes para conseguir processar as informações e instruções destes programas. Já no caso de sistemas de 64 bits, executaria menos operações.

Um dos primeiros pontos a serem observados por quem deseja migrar para um sistema operacional de 64 bits, é a adoção de drivers compatíveis com tal arquitetura. Por exemplo, para que um dispositivo de hardware possa ser reconhecido por uma versão do Windows 7 Ultimate de 64 bits, é fundamental a instalação de drivers desenvolvidos especificamente para tal versão.

Segundo orientação da Microsoft, adotar drivers de 32 bits em sistemas de 64 bits - e vice-versa - poderá acarretar no mau funcionamento do dispositivo e até mesmo em erros. Portanto, se usuário quiser que sua impressora ou webcam funcione corretamente, instale os drivers adequados.

Quando o assunto diz respeito a programas, a princípio, os desenvolvidos para uma arquitetura de 32 bits poderão ser executados normalmente em um sistema operacional de 64 bits. Porém, neste caso, se tais softwares possuírem drivers incorporados poderão ocorrer erros e mau funcionamento.

Embora muitas aplicações ainda sejam desenvolvidas de acordo com uma arquitetura de 32 bits, está se tornando cada vez mais comum, encontrarmos versões para sistemas de 64 bits.

Desse modo, para que não ocorra nenhum problema quanto a drivers incorporados, é importante adquirir um software específico para a arquitetura de seu sistema operacional. Além do mais, o usuário tem um melhor desempenho ao executar programas de 64 bits em computadores de 64 bits.

Caso não esteja satisfeito com a sua versão do Windows de 32 bits por exemplo, e queira trocar para uma versão de 64 bits, saiba que tal mudança não poderá ser realizada via atualização. Conforme o centro de suporte da Microsoft, você só poderá atualizar uma versão do sistema operacional para outra de mesma arquitetura.

Portanto, na hora de escolher qual versão de plataforma for adotar em seu computador, o usuário deve ficar atento aos detalhes de sua arquitetura e, decidir por aquele que for mais adequado ao seu perfil de uso. Para descobrir qual é a arquitetura de seu sistema operacional, clique aqui para Windows 7, aqui para Windows XP e aqui para Ubuntu.

Ainda tem dúvidas sobre a arquitetura do seu computador? Pergunte no Fórum do TechTudo.

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Entenda qual é a diferença entre computadores de 32 e 64 bits

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Quando nos deparamos com situações em que precisamos trocar um computador, atualizar um sistema operacional ou baixar uma versão de um determinado software, é muito comum encontrarmos termos sobre o tipo de arquitetura adotada: 32 ou 64 bits. Mas existem usuários que não sabem o que isso significa.

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Texto que explica as diferentes unidades de medida de memória (10 minutos)

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As melhores ofertas,
sem rabo preso 💰

Bit e Byte são as menores unidades usadas para medir armazenamento e transmissão de dados em computação, embora a quantidade de bits e bytes em um GB possa variar, dependendo do sistema de unidades. Confuso? Calma que aqui nós explicamos tudo.

O que é bit?

Bit (símbolo "b") é a menor unidade usada na computação para medir a transferência ou armazenamento de informação digital. O termo é uma abreviação da expressão dígito binário ou " bynary dig it ", em inglês.

O bit é representado pelos números 1 ou 0, normalmente entendidos como "ligado e desligado" ou "sim e não", quando na verdade eles representam a passagem ou não de corrente elétrica.

A ilustração acima exibe um sinal digital, onde a presença de tensão (5 V) indica 1, enquanto sua ausência (0 V) indica 0. É assim que um computador "fala". O bit é geralmente usado para medir velocidades de conexão e transferência de dados, embora no passado também tenha sido usado como unidade básica para armazenamento.

O que é byte?

Um byte (símbolo "B") ou octeto é um pacote que agrupa oito bits, que equivale a um caractere na tabela ASCII (uma letra, um número, etc.), por cada byte contar com 256 combinações possíveis ou 2 ⁸ combinações. É a unidade geralmente usada para determinar espaço de armazenamento e quantidade de memória RAM.

Byte decimal ou binário?

É aqui que as coisas começam a ficar confusas.

Usando a definição acima, um HD de 1 TB deveria conter 1 trilhão de bytes de espaço em disco, 2 ⁴⁰ ou 1.099.511.627.776 bytes. No entanto, você já deve ter visto seu sistema operacional acusar que ele possui um espaço total menor, de 931 GB.

Isso acontece porque o Sistema Internacional de Unidades (SI) não utiliza a base binária para bytes definida pela Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC), mas a decimal, de base 10. Assim, 1 TB passa a ser 10 ¹² bytes, ou 1.000.000.000.000 bytes. Como seu PC usa base 2 e não base 10, ele exibe o tamanho real, menor.

Dessa forma, a definição de ordens de grandeza em bytes e a do SI difere, com a segunda sendo usada comercialmente, em unidades de disco e velocidades de conexão, sendo ligeiramente menor para cada unidade:

Quando fazemos a conversão do padrão decimal do SI, que é o usado para definir o tamanho do espaço em um HD, SSD ou pendrive, ou a velocidade de conexão de sua internet, para o da IEC em base 2, usado em computadores, temos:

É por isso que seu HD tem 1 TB em base 10, mas o computador reconhece 931 GB em base 2.

1 Quilobyte (kB): 1.024 bytes (IEC) e 1.000 bytes (SI);

1 Megabyte (MB): 1.048.576 bytes (IEC) e 1.000.000 bytes (SI);

1 Gigabyte (GB): 1.073.741.824 bytes (IEC) e 1.000.000.000 bytes (SI);

1 Terabyte (TB): 1.099.511.627.776 bytes (IEC) e 1.000.000.000.000 bytes (SI).

Da mesma forma, uma conexão de dados de 150 Mb/s (megabits por segundo, em base 10), conforme aparece na sua conta de internet equivale a uma velocidade em torno de 18,75 MB/s (base 2), que é exibido quando você está fazendo um download.

Oficialmente, o padrão IEC usa a nomenclatura com um "i" no meio, como em KiB, MiB, GiB, TiB e etc. para diferenciar as unidades em base 2 das em base 10 do SI. Elas também possuem nomes próprios (respectivamente quibibyte, mebibyte, gibibyte, tebibyte e etc.), mas essa nomenclatura é raramente usada.

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As melhores ofertas, sem rabo preso 💰 Bit e Byte são as menores unidades usadas para medir armazenamento e transmissão de dados em computação, embora a quantidade de bits e bytes em um GB possa variar, dependendo do sistema de unidades. Confuso? Calma que aqui nós explicamos tudo.

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Outro texto que explica as unidades tradicionais de medida de memória (5 minutos)

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pequenas respostas para grandes perguntas

À primeira vista, poderá parecer que esta pergunta não está diretamente relacionada com a matemática. Nada mais falso, a matemática está na base do desenvolvimento da informática. Os computadores usam o código binário para armazenar informação, sendo que, a mais pequena unidade informática, o bit, corresponde a um estado de `0` ou `1`. Sem querer entrar em grande detalhe, o computador utiliza uma tabela com `256` símbolos diferentes para representar as letras do alfabeto, os números, os sinais de pontuação, etc. Para formar esses `256` símbolos diferentes são necessários apenas 8 bits, uma vez que `2^8=256`. A partir daqui surge uma das unidade de medida mais conhecida nos dias de hoje, o byte que corresponde a exatamente 8 bits. Depois, à medida que as necessidades de informação foram requerendo cada vez mais e mais espaço, foram surgindo os diversos múltiplos do byte que poderá consultar na seguinte tabela:

Por que motivo a informática utiliza múltiplos de 1024 e não de 1000?

A resposta a esta pergunta está novamente relacionada com o código binário, que apenas utiliza dois símbolos como já vimos. Assim sendo, convencionou-se que ao contrário das outras medidas padrão do Sistema Internacional que funcionam em múltiplos de 1000 (`10^3=1000`), esta iria funcionar em múltiplos de 1024 (`2^10=1024`).

Foi interessante? Então partilha!

Gostarias de referir este texto num trabalho escolar?

NUNES, Vitor F. R. "Quais são as unidades de medida utilizadas em informática?", matematica.pt. Disponível em: https://www.matematica.pt/faq/unidades-medida-informatica.php, acedido em 10 de Novembro de 2021.

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× Foram feitos 2 comentários/dúvidas.

25 de Agosto de 2019, 18h30

Mensagem de Luiza vitoria silva

Qual a relação entre as unidades de medida da informatica?

26 de Agosto de 2019, 10h31

Mensagem de Vitor Nunes

Olá Luíza,
A relação entre as unidades de medida utilizadas na informática não é consensual. Alguns fabricantes de dispositivos de armazenamento, como discos rígidos ou pen drives, utilizam uma relação de 1 para 1000 entre as várias unidades de medida, outros utilizam uma relação de 1 para 1024. Esta diferença está relacionada com o facto da informática se basear em código binário e assim trabalhar com potências de base 2, isto porque `2^10=1024`. Espero ter ajudado.

Consulta a nossa Lista de Perguntas para ficares a conhecer um pouco mais sobre os mais diversos temas relacionados com a matemática. Caso tenhas alguma pergunta (matemática) pertinente, cuja resposta não consigas encontrar facilmente, envia-nos um email através da página Contactar com essa dúvida. Teremos todo o gosto em responder. Na eventualidade de detetares algum erro nas nossas respostas, não hesites em avisar-nos!

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Quais são as unidades de medida utilizadas em informática?

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pequenas respostas para grandes perguntas À primeira vista, poderá parecer que esta pergunta não está diretamente relacionada com a matemática. Nada mais falso, a matemática está na base do desenvolvimento da informática. Os computadores usam o código binário para armazenar informação, sendo que, a mais pequena unidade informática, o bit, corresponde a um estado de `0` ou `1`.

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Vídeo que explica a diferença entre quilobytes e quibibytes (20 minutos)

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KiloBytes e KibiBytes: mudou a forma de cobrança em concursos?

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Texto que explica o sistema de numeração decimal. (10 minutos)

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O que é o sistema de numeração decimal:

Sistema de numeração decimal é um conjunto de símbolos matemáticos, onde estes representam valores numerários agrupados em dez unidades.

Este é o sistema que normalmente utilizamos para efetuar contagens numéricas e operações matemáticas, pois os símbolos que formam este sistema possuem agrupamentos feitos de dez em dez unidades.

Os dez símbolos do sistema de numeração decimal

Estes símbolos são chamados de algarismos, que são utilizados para formar os numerais. Os algarismos utilizados são: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9.

Os algarismos são ordenados de diferentes maneiras, formam números de qualquer classe e ordem e, dependendo da posição que ocupam, podem representar valores distintos.

Neste sentido, é possível dizer que o sistema de numeração decimal é posicional. Por exemplo, o algarismo 2 nos números 24 e 42 tem valores diferentes, pois no número 24 ele representa o valor correspondente a duas dezenas e no número 42 ele corresponde o valor de duas unidades.

O princípio fundamental do sistema decimal é o de que dez unidades de uma ordem qualquer formam um número de ordem automaticamente superior. Depois das ordens, as unidades constitutivas dos números são agrupadas em classes, onde cada classe possui três ordens de denominação especial.

Classes e ordens do sistema de numeração decimal

A primeira classe é a das unidades, formada pelas ordens das centenas, das dezenas e das próprias unidades. A ordem das unidades, nesta classe, é representada pelos números de 1 a 9. Já a ordem das dezenas correspondem aos números 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 e 90, sendo cada um destes números dez vezes o número correspondente na ordem anterior. A ordem das centenas corresponde aos números de vão de uma a nove centenas, onde cada um deles é cem vezes o correspondente na ordem anterior.

A segunda classe é a dos milhares, que inclui a quarta, quinta e sexta ordens, que respectivamente são as unidades de milhar, dezenas de milhar e centenas de milhar e seus nomes correspondem aos mesmos da primeira classe, seguidos de milhares. Ex: 2000 (dois mil), 150.000 (cento e cinquenta mil), etc.

A terceira classe é a dos milhões, que segue os mesmos padrões da classe dos milhares para as ordens. E a partir desta, as classes seguem ordinalmente: quarta classe (bilhões), quinta classe (trilhões), sexta classe (quatrilhões), etc.

Veja também o significado de número e numeral.

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Sistema de Numeração Decimal (O que é, Conceito e Definição)

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O que é o sistema de numeração decimal: Sistema de numeração decimal é um conjunto de símbolos matemáticos, onde estes representam valores numerários agrupados em dez unidades. Este é o sistema que normalmente utilizamos para efetuar contagens numéricas e operações matemáticas, pois os símbolos que formam este sistema possuem agrupamentos feitos de dez em dez unidades.

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Após estudar os conteúdos desta aula, responda ao desafio da Atividade Autônoma Aura! (Formulário disponível exclusivamente de 06/04 a 13/04/2022).

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Texto que explica como valorar dos algarismos no sistema de notação posicional (10 minutos)

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Vídeo curto sobre a diferença de valoração dos algarismos no sistema posicional (5 minutos)

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Vídeo sobre a conversão de números decimais para binário. (3 minutos)

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Após estudar os conteúdos desta aula, responda ao desafio da Atividade Autônoma Aura! (Formulário disponível exclusivamente de 13/04 a 20/04/2022).

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Vídeo sobre conversão decimal para binário (10 minutos)

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Vídeo sobre conversão binário para decimal (4 minutos)

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Vídeo sobre conversão binário para hexadecimal (6 minutos)

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Conversão de Binário para Hexadecimal e de Hexadecimal para Binário  Substituição Direta

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Vídeo sobre operações com números binários (8 minutos)

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Como fazer operações aritméticas de Soma de números binários?

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Slides de aula sobre sistemas de numeração e conversões (25 minutos)

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Texto sobre conversões entre sistemas de numeração (15 minutos)

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Embarcados - Sua fonte de informações sobre Sistemas Embarcados

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No artigo anterior, apresentamos os sistemas de numeração mais usados em eletrônica. Em muitos casos é necessário fazer a conversão entre bases. Para isso, usa-se alguns processos de conversões que são bem simples de executar. Nesse artigo você vai aprender sobre conversão entre sistemas de numeração, incluindo conversão do sistema binário para decimal, decimal para binário, hexadecimal para decimal, decimal para hexadecimal, octal para decimal, decimal para octal, hexadecimal para binário e de binário para hexadecimal.

Conversão de binário para decimal

Como já vimos no artigo anterior, o sistema binário só possui 2 algarismos. Cada posição tem um peso de uma potência de 2 (base do sistema binário). Sendo assim, para se converter um número de binário para decimal, deve-se multiplicar cada bit pela potência de sua posição e somar os resultados.

Por exemplo, a conversão do número 1011 ₂ para decimal é feita da seguinte forma:

Conversão de decimal para binário

Para realizar a conversão de decimal para binário, realiza-se a divisão sucessiva por 2 (base do sistema binário). O resultado da conversão será dado pelo último quociente (MSB) e o agrupamento dos restos de divisão será o número binário.

Por exemplo, vamos converter o número 45 em binário:

Conversão de hexadecimal para decimal

A conversão de hexadecimal para decimal segue o mesmo princípio apresentado para o sistema binário. Multiplica-se cada dígito pela potência de 16 relativa à posição e somam-se os resultados:

Conversão de decimal para hexadecimal

Para converter um número decimal em hexadecimal realiza-se a divisão sucessiva por 16 (base do sistema hexadecimal), semelhante à conversão de decimal para binário.

Por exemplo, vamos converter o número 438 em hexadecimal:

Note que o resto da segunda divisão foi o número 11, que corresponde ao número B em Hexadecimal.

Conversão de octal para decimal

A conversão de octal para decimal segue o mesmo princípio apresentado para o sistema hexadecimal e binário. Nesse caso, multiplica-se cada dígito pela potência de 8 relativa à posição e somam-se os resultados:

Conversão de decimal para octal

Para converter um número decimal em octal realiza-se a divisão sucessiva por 8 (base do sistema octal), semelhante às conversões apresentadas para os sistemas binário e hexadecimal.

Por exemplo, vamos converter o número 246 para octal:

O resultado é lido da direita para a esquerda a partir do último quociente. Assim, 246 é igual a 366

Conversão de octal em binário e de binário para octal

A conversão de octal para binário é feita convertendo dígito a dígito de octal em binário, da direita para a esquerda. Cada digito é convertido para um grupo de 3 bits, conforme tabela a seguir:

Para conversão de binário em octal, faz-se o processo inverso, ou seja, separa-se o número em grupo de 3 bits (a partir da direita) e converte cada grupo no octal correspondente.

Conversão de hexadecimal para binário e de binário para hexadecimal

A conversão de hexadecimal para binário também segue o princípio de conversão digito a digito. Separa-se cada dígito hexadecimal e o converte para binário, conforme a tabela a seguir:

O procedimentos apresentados acima auxiliam no processo de conversão entre sistemas de numeração. É interessante entender os procedimentos apresentados e aplicá-los. Hoje é fácil usar calculadoras e programas para conversão, porém é importante entender e saber realizar tais conversões sem o uso de ferramentas.

Conclusão - Conversão entre sistemas de numeração

Apresentamos nesse texto diversos sistemas para Conversão entre sistemas de numeração. Com o uso, esse processo de conversão entre sistemas de numeração torna-se natural.

Engenheiro, especialista em sistemas embarcados. Hoje é diretor de operações do portal Embarcados, onde trabalha para levar conteúdos de eletrônica, sistemas embarcados e IoT para o Brasil.

Também atua no ensino eletrônica e programação. É entusiasta do movimento maker, da cultura DIY e do compartilhamento de conhecimento, publica diversos artigos sobre eletrônica e projetos open hardware.

Com iniciativas como o projeto Franzininho e projetos na área de educação, leva a cultura maker para o Brasil capacitando e incentivando professores e alunos a usarem tecnologia em suas vidas. Participou da residência hacker 2018 no Red Bull Basement.

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Aprenda a fazer conversão entre sistemas de numeração - Embarcados

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No artigo anterior, apresentamos os sistemas de numeração mais usados em eletrônica. Em muitos casos é necessário fazer a conversão entre bases. Para isso, usa-se alguns processos de conversões que são bem simples de executar.

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Vídeo explicando portas lógicas. (15 minutos)

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PORTAS LÓGICAS APRENDA E NÃO ESQUEÇA NUNCA MAIS (DICA INCRÍVEL!)

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Após estudar os conteúdos desta aula, responda ao desafio da Atividade Autônoma Aura! (Formulário disponível exclusivamente de 04/05 a 11/05/2022).

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Vídeo sobre álgebra booleana. (7 minutos)

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SISTEMAS DIGITAIS - Apresentando as Leis da Álgebra de Boole (Álgebra Booleana).

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Vídeo sobre o teorema de De Morgan. (10 minutos)

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Simplificação de Expressões Buleanas (Booleanas)- O Teorema DeMorgan em Três Passos Simples

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Vídeo sobre as leis da álgebra booleana. Veja no Chrome e ative as legendas em português! (15 minutos)

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Boolean Algebra 1 – The Laws of Boolean Algebra

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Vídeo sobre simplificação de expressões booleanas. Veja no Chrome e ative as legendas em português! (20 minutos)

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Boolean Algebra 2 – Simplifying Complex Expressions

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Vídeo sobre lógica booleana e portas lógicas. Veja no Chrome e ative as legendas em português! (10 minutos)

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Boolean Logic & Logic Gates: Crash Course Computer Science #3

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Vídeo explicando o conceito de pipeline. (5 minutos)

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Pipeline (CPU) — Conceito e exemplo de como funciona

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Após estudar os conteúdos desta aula, responda ao desafio da Atividade Autônoma Aura! (Formulário disponível exclusivamente de 11/05 a 18/05/2022).

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Vídeo sobre paralelismo em nível de instruções. (22 minutos)

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Vídeo sobre paralelismo e memória. (15 minutos)

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Sistemas Computacionais - Paralelismo e Memória

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Vídeo apresentando as ideias por trás das arquiteturas RISC e CISC. (6 minutos)

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Conheça as diferenças entre CISC e RISC. (Informática Básica)

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Após estudar os conteúdos desta aula, responda ao desafio da Atividade Autônoma Aura! (Formulário disponível exclusivamente de 18/05 a 25/05/2022).

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Acesse o ambiente Aura e acompanhe o conteúdo digital das aulas 13, 14, 15 e 16!

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