GABARITO

1 Leia o trecho a seguir:

A calculadora criada por Pascal foi nomeada de La Pascaline. O objetivo de seu criador era auxiliar o pai em cálculos avançados, uma vez que este era um contador. A máquina funcionava a partir de giros, quando movida no sentido horário a máquina realizava uma soma, quando movimentada no sentido anti-horário realizava subtrações. Os valores utilizados nestas operações eram armazenados em outras engrenagens. (CREPALDI et. al., 2017, p. 2).

Sobre a máquina Pascaline, assinale a alternativa CORRETA:

1. ( x ) A máquina Pascaline inaugurou a era das calculadoras mecânicas, que foram bastante aprimoradas no século XVIII.

2. ( ) A máquina Pascaline não foi lançada para o grande público, ficando exclusivamente em ambientes acadêmicos.

3. ( ) A máquina Pascaline não foi uma versão bem sucedida das pesquisas do matemático francês Blaise Pascal.

4. ( ) A máquina Pascalina podia realizar todas as operações matemáticas: somar, subtrair, multiplicar e dividir.

2 Leia o trecho a seguir:

Charles Babbage foi um homem muito à frente de seu tempo. Seu pai foi um banqueiro abastado da Inglaterra. Graças a sua condição financeira Babbage teve ótimos tutores durante sua infância o que possibilitou que ingressasse em Cambridge. Durante seus estudos Babbage participou de diversas fraternidades em Cambridge, foi neste momento que desenvolveu o interesse pela hipótese de um computador programável. (CREPALDI et. al., 2017, p. 3).

Com base nas pesquisas e estudos de Charles Babbage, analise as sentenças a seguir:

I - Em meados dos anos 1800, Charles Babbage colocaria os conceitos de controle mecânico e cálculo mecânico juntos em uma máquina que reconhecemos hoje como tendo as partes básicas de um Computador digital.

II - Babbage criou um pequeno protótipo de seu motor de diferença, que avalia polinômios usando o método de diferenças finitas.

III - O motor analítico foi projetado e construído por Babbage. Esse projeto foi marcado por diversas mudanças nos componentes mecânicos para que o projeto pudesse ser atendido com as tecnologias da época.

Assinale a alternativa CORRETA:

1. ( x ) As sentenças I e II estão corretas.

2. ( ) Somente a sentença II está correta.

3. ( ) As sentenças I e III estão corretas.

4. ( ) Somente a sentença III está correta.

3 Leia o trecho a seguir:

O brilhante matemático húngaro, John Von Neumann fez importantes contribuições em diversos campos das ciências. Neumann sendo de família judia, foi forçado a emigrar para os Estados Unidos na época do regime nazista alemão, sendo convidado para fazer parte do Institute for Advanced Study de Princeton junto com outros grandes nomes como Albert Einstein, Enrico Fermi e outros. Fez parte do Projeto Manhattan, onde fazia simulações de modelos hidrodinâmicos no INIAC, seus estudos colaboraram com o aperfeiçoamento do método de Monte Carlo. (CREPALDI et. al., 2017, p. 7).

De acordo com esse contexto, analise as sentenças a seguir e classifique em V as verdadeiras e F as falsas:

( ) Os computadores digitais convencionais têm uma forma comum que é atribuída a von Neumann, embora os historiadores concordem que toda a equipe foi responsável pelo projeto.

( ) Foi na primeira geração que foi introduzida a arquitetura de Von Neumann, que exibe a arquitetura de projeto de um computador digital eletrônico.

( ) O microprocessador foi proposto a partir da criação da arquitetura de Von Neumann.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:

1. ( ) V – F – F.

2. ( x ) V – V – F.

3. ( ) F – V – F.

4. ( ) F – F – V.

4 Leia o texto a seguir:

Uma das principais vantagens do computador quântico seria poder realizar cálculos e resolver algoritmos num tempo muito mais eficiente que o levado para resolver esses mesmos algoritmos em um computador clássico. Um exemplo seria a fatoração em primos de números naturais. (CREPALDI et. al., 2017, p. 8).

Os computadores quânticos aproveitam o comportamento único da física quântica – como superposição, emaranhamento e interferência quântica – e o aplicam à computação. Isso introduz novos conceitos aos métodos tradicionais de programação.

Disserte sobre os computadores quânticos e quais são os desafios que observamos nos trabalhos científicos publicados nesta área.

R.: Os computadores quânticos são máquinas que usam as propriedades da física quântica para armazenar dados e realizar cálculos. Isso pode ser extremamente vantajoso para certas tarefas em que eles podem superar em muito até mesmo nossos melhores supercomputadores.

Computadores clássicos, que incluem smartphones e laptops, codificam informações em “bits” binários que podem ser 0s ou 1s. Em um computador quântico, a unidade básica de memória é um bit quântico ou qubit.

Qubits são feitos usando sistemas físicos, como o spin de um elétron ou a orientação de um fóton. Esses sistemas podem estar em muitos arranjos diferentes ao mesmo tempo, uma propriedade conhecida como superposição quântica.

Qubits também podem ser inextricavelmente ligados usando um fenômeno chamado emaranhamento quântico. O resultado é que uma série de qubits pode representar coisas diferentes simultaneamente.

Por enquanto, os computadores quânticos são altamente sensíveis: calor, campos eletromagnéticos e colisões com moléculas de ar podem fazer com que um qubit perca suas propriedades quânticas. Esse processo, conhecido como decoerência quântica, faz com que o sistema falhe, e isso acontece mais rapidamente quanto mais partículas estiverem envolvidas.

Os computadores quânticos precisam proteger os qubits de interferência externa, isolando-os fisicamente, mantendo-os resfriados ou zapeando-os com pulsos de energia cuidadosamente controlados. Qubits adicionais são necessários para corrigir erros que se infiltram no sistema.

5 A Pascaline, também chamada de Máquina Aritmética, foi a primeira calculadora ou máquina de somar a ser produzida. Esse equipamento foi projetado e construído pelo matemático-filósofo francês Blaise Pascal entre 1642 e 1644.

Neste contexto, disserte sobre o funcionamento e a estrutura da Pascaline.

R.: A Calculadora Pascaline tinha mostradores de metal que pareciam rodas raiadas. Os dígitos de 0 a 9 foram exibidos ao redor de cada uma das rodas. Um usuário colocaria a caneta, ou uma pequena haste, no espaço entre os raios e, em seguida, giraria o mostrador até que uma parada de metal fosse alcançada.

O mecanismo é semelhante ao funcionamento de um antigo telefone de discagem rotativa. Após rediscar o segundo número que deveria ser adicionado, a soma de ambos os números apareceria no acumulador.

Cada mostrador tinha um display de um único dígito diretamente acima. Isso exibia cada valor para essa posição específica. Uma barra horizontal pode ser deslizada para cima para ocultar todos os números do complemento. Quando deslizado para o centro do dispositivo, ocultou todos os números diretos.

As engrenagens da máquina giravam apenas em uma direção, o que significava que os números negativos não podiam ser adicionados diretamente. Para subtrair números, foi usado um método chamado Complemento de Nove. Existem duas diferenças principais entre realizar adição e subtração no dispositivo. Isso incluiu a posição da barra de exibição e como o primeiro número foi inserido.

GABARITO

1 Leia o trecho a seguir:

Como consequência do avanço das arquiteturas de CPU e GPU, nos últimos anos houve um aumento no número de APIs (Application Programming Interface) de programação paralela para os dois dispositivos. Atualmente tem-se Pthread e OpenMP para programação paralela em CPU e CUDA, OpenCL e mais recentemente OpenACC para GPU. A partir do surgimento dessas APIs, muitas aplicações foram reescritas para serem executadas de forma paralela em CPU ou GPU, trazendo em muitos casos, uma redução do tempo de execução. Porém, não há uma avaliação que confirme qual dessas APIs apresenta maior desempenho e em que situações isso acontece (...). (CORRÊA e SULZBACH, 2017, p. 1).

A partir desse contexto, e tendo em vista que a CPU é frequentemente vista como uma composição de três subunidades primárias, assinale a alternativa CORRETA:

1. ( x ) a unidade aritmética/lógica, a unidade de controle e a unidade de interface.

2. ( ) a unidade de memória, a unidade de cálculo e a unidade de interface.

3. ( ) a unidade geométrica, a unidade de controle e a unidade de visualização.

4. ( ) a unidade de entrada, a unidade de processamento e a unidade de visualização.

2 Leia o texto a seguir:

Na atualidade, muito se discute a questão da comunicação e interação homem-máquina. Claro que esta interatividade se dá porque os computadores estão se aperfeiçoando a cada dia, na intenção de se tornar um equipamento cada vez mais amigável. Muito da interatividade homem-máquina iniciou-se no desenvolvimento de sistemas operacionais que fossem capazes de gerenciar dispositivos de entrada e saída de dados, além de promover um ambiente gráfico mais amigável e intuitivo. (Valentim et. al., 2002, p. 1)

Com base nas definições sobre os dispositivos de entrada e saída de dados, analise as sentenças a seguir:

I- As operações de E/S são realizadas por meio de uma grande variedade de dispositivos externos, que oferecem um meio de trocar dados entre o ambiente externo e o computador.

II - A conexão é usada para trocar sinais de controle, estado e dados entre os módulos de E/S e o dispositivo externo.

III - Um dispositivo externo conectado a um módulo de E/S normalmente é chamado de dispositivo periférico ou, simplesmente, periférico.

Assinale a alternativa CORRETA:

1. ( ) As sentenças I e II estão corretas.

2. ( ) Somente a sentença II está correta.

3. ( x ) As sentenças I, II e III estão corretas.

4. ( ) Somente a sentença III está correta.

3 Leia o texto a seguir:

O bloco Fluxo de Dados, de quatro bits, que é o coração das CPUs, é composto por uma ULA – elemento responsável pelas operações aritméticas e lógicas, três registradores (reg), elementos de armazenamento, que são nomeadas de A, B e R, e quatro dispositivos tri-state para o isolamento do barramento, além de um barramento que serve de conexão para os demais elementos.

O bloco Memória de Controle é composto por um contador presetável, que aponta para as microinstruções que compõem o microprograma, e por, no mínimo, uma memória EPROM (Erase Programmable Read Only Memory), que armazena o microprograma ou mais precisamente as microinstruções (FERLIN, 1999, p.4).

A partir desse contexto, classifique em V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:

( ) Dentro de muitos sistemas de computador, um barramento interliga a CPU, memória e todos os componentes de E/S.

( ) Um barramento é simplesmente um feixe de fios que transportam sinais e energia entre os diferentes componentes.

( ) A unidade de interface interliga a CPU com a memória e também com os vários módulos de E/S (entrada/saída). Isto também pode ser usado para conectar várias CPUs.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:

1. ( ) V – F – F.

2. ( ) V – F – V.

3. ( ) F – V – F.

4. ( x ) V – V – V.

4 Leia o texto a seguir:

“Unidade de Controle: é a unidade responsável por controlar, de acordo com a instrução recebida, todas as unidades do microprocessador.” (PILLA, 2003, p. 4).

A unidade de controle interpreta cada instrução e determina o curso de ação. Cada instrução é projetada para executar uma tarefa simples. A partir desse contexto, explique sobre o funcionamento da unidade de controle, apresentando as principais características desse dispositivo.

R.: A Unidade de controle é a parte da unidade central de processamento (CPU) do computador, que dirige a operação do processador. Foi incluído como parte da Arquitetura Von Neumann por John von Neumann. É responsabilidade da Unidade de Controle informar à memória do computador, unidade aritmética/lógica e dispositivos de entrada e saída como responder às instruções que foram enviadas ao processador.

Ela busca as instruções internas dos programas da memória principal para o registrador de instruções do processador e, com base no conteúdo desse registrador, a unidade de controle gera um sinal de controle que supervisiona a execução dessas instruções.

Uma unidade de controle funciona recebendo informações de entrada para as quais converte em sinais de controle, que são então enviados ao processador central.

O processador do computador informa ao hardware conectado quais operações devem ser executadas. As funções que uma unidade de controle executa dependem do tipo de CPU porque a arquitetura da CPU varia de fabricante para fabricante.

Exemplos de dispositivos que requerem uma Unidade de Controle são:

• Unidades de Processamento de Controle (CPUs - Control Processing Units);

• Unidades de processamento gráfico (GPUs - Graphics Processing Units).

5 A RAM e a HDD são as peças que armazenam dados, e sua capacidade de trabalhar com a CPU e a placa-mãe é chamada de taxa de transferência. Aumentar essa taxa envolve particionamento cuidadoso e atualizações direcionadas. Neste contexto, disserte sobre as vantagens que obtemos com o aumento das taxas de dados da memória RAM em relação ao funcionamento e desempenho do computador.

R.: Depois da velocidade da CPU, a velocidade na qual os dados são chamados desempenha o maior papel no desempenho do computador. Por exemplo, a RAM e HDD são as peças que armazenam dados, e sua capacidade de trabalhar com a CPU e a placa-mãe é chamada de taxa de transferência. Aumentar essas taxas envolve particionamento cuidadoso e atualizações direcionadas.

Tanto a RAM quanto os HDDs são vendidos de acordo com suas velocidades de acesso. Para HDD, tanto o padrão de conexão quanto a taxa de rotação podem limitar seu desempenho geral.

Obter uma unidade com uma taxa de rotação mais alta, medida em RPMs, também resulta em maior desempenho total. As unidades de estado sólido operam em velocidades muito mais altas do que as unidades baseadas em prato, mas não oferecem tanta capacidade.

A memória com clock de uma frequência geral mais alta opera mais rápido do que a mesma memória com clock de baixa velocidade. Isso funciona caso a placa-mãe tiver uma velocidade de barramento frontal que possa acomodar o aumento da taxa de clock da memória.

Por exemplo, caso tenhamos uma memória de 1600 MHz, será necessário um FSB de 1600 MHz. Diferentes cartões de memória DDR3 variam muito em suas habilidades de transferência de dados, de 6,4 GB a 12,8 GB por segundo.

GABARITO

1 O software do sistema é um conjunto de instruções para a máquina interpretar e executar o software de aplicação. Por exemplo, os tradutores (chamados compiladores e intérpretes), sistemas operacionais, utilitários e software para fins especiais.

O software do sistema inclui programas gerais escritos para um computador. A partir desse contexto, assinale a alternativa CORRETA:

1. ( x ) Isso consiste de programas pré-escritos e a documentação fornecida pelo fabricante junto com o computador.

2. ( ) Isso consiste de cálculos matemáticos e a indexação dos dispositivos de entrada e saída.

3. ( ) Isso consiste na análise do hardware e o desenvolvimento de um software compatível com os dispositivos.

4. ( ) Isso consiste de programas pré-fabricados e a gestão e organização estrutural.

2 Leia o trecho a seguir:

Um sistema operacional, é um conjunto de programas, cujo propósito pode ser visto sob os seguintes aspectos, também denominados princípios: alocar recursos (como espaço em disco, tempo de processamento, dispositivos de E/S) e processos; mascarar detalhes do hardware ao usuário final; prover um ambiente de execução mais amistoso aos processos e aos seus respectivos usuários (DENARDIN, 1997, p. 65).

Com base nas definições dos Sistemas Operacionais, analise as sentenças a seguir:

I- Um sistema operacional gerencia os recursos do computador de forma muito eficaz, cuidando do agendamento de vários trabalhos para execução e gerencia o fluxo de dados e instruções entre as unidades de entrada/saída e a memória principal.

II- Um sistema operacional governa exclusivamente o funcionamento do computador, não sendo possível gerenciar a entrada/saída dos dispositivos.

III- O sistema operacional é um programa que controla a execução dos programas aplicativos e atua como uma interface entre o usuário e o hardware do computador.

Assinale a alternativa CORRETA:

a) ( ) As sentenças I e II estão corretas.

b) ( ) Somente a sentença II está correta.

c) ( x ) As sentenças I e III estão corretas.

d) ( ) Somente a sentença III está correta.

3 O software aplicativo é escrito para executar uma tarefa ou processo específico, como a contabilidade, folha de pagamento, lista de discussão, preparação de resultados e assim por diante.

De acordo com esse contexto, classifique em V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:

( ) A maioria dos softwares aplicativos são escritos em linguagens de alto nível. Assumindo que a tarefa a ser realizada foi corretamente identificada (e definida), o usuário em potencial encontrará as seguintes fontes alternativas para este software aplicativo.

( ) O programa escrito pelo usuário pode apresentar uma solução específica e satisfatória. Será uma correspondência exata para as necessidades do negócio.

( ) Os pacotes de aplicativos referem-se a um conjunto de programas de computador, que foram escritos para executar tarefas normalmente requeridas. Cada programa é escrito de tal forma que é aplicável a um grande número de usuários.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:

1. ( x ) V – V – V.

2. ( ) V – F – V.

3. ( ) F – V – F.

4. ( ) F – F – V.

4 A primeira geração de linguagens de computador consistia na utilização de uma linguagem de máquina, que exigia que o programador escrevesse todas as instruções do programa em código binário (0s e 1s) e especificasse locais de armazenamento para cada instrução e item de dados usados.

Disserte sobre a programação em linguagem de máquina apontando os aspectos do seu funcionamento.

R.: Às vezes referido como código de máquina ou código objeto, a linguagem de máquina é uma coleção de dígitos binários ou bits que o computador lê e interpreta.

A linguagem de máquina é a única linguagem que um computador é capaz de entender. Portanto, todas as instruções e dados devem ser escritas usando os códigos binários 1 e 0. O código binário é chamado de código de máquina.

A linguagem de máquina exata para um programa ou ação pode diferir de acordo com o sistema operacional e/ou computador. Os programas de computador são escritos em uma ou mais linguagens de programação, como C++, Java, Visual Basic, etc.

O computador não consegue entender diretamente as linguagens de programação usadas para

criar programas de computador, então o código do programa deve ser compilado. Uma vez que o código de um programa é compilado, o computador pode entendê-lo porque o código do programa foi transformado em uma linguagem de máquina.

Um compilador verifica todo o programa escrito pelo usuário (conhecido como programa fonte) e

produz um programa completo em linguagem de máquina (conhecido como programa objeto). O programa fonte é retido para possíveis modificações e correções e o programa objeto é carregado no computador para execução.

5 Leia o texto a seguir:

“Assembly é uma linguagem de baixo nível, que pode ser utilizada em programas para acelerar tarefas lentas. Basicamente ela consiste de sentenças que representam instruções em linguagem de máquina (mnemônicos) e, como ela está próxima ao código de máquina, ela se torna rápida” (LINZMEIER, 1999, p.12).

Neste contexto, disserte sobre o funcionamento da linguagem Assembly e de que forma podemos utilizar essa linguagem.

R.: A linguagem Assembly é uma linguagem de programação de baixo nível. Ajuda na compreensão da linguagem de programação para código de máquina. Essa linguagem é projetada para entender a instrução e fornecê-la à linguagem de máquina para processamento posterior, ajudando no ajuste fino do programa. Depende principalmente da arquitetura do sistema, seja o sistema operacional ou a arquitetura do computador.

A linguagem assembly consiste principalmente em instruções ou dados do processador mnemônico e outras instruções ou instruções. É produzida com a ajuda da compilação do código-fonte da linguagem de alto nível, como C, C++.