A arquitetura do computador

Associe cada componente do computador à tarefa que realiza: (a) CPU, (b) memória RAM, (c) disco rígido ou SSD, (d) placa-mãe. Tarefas: 1. guarda os arquivos a longo prazo, mesmo que o computador seja desligado; 2. executa as instruções dos programas, é o «cérebro» do equipamento; 3. liga entre si todos os demais componentes; 4. guarda temporariamente os dados com que se está trabalhando a cada momento.

Explique com suas palavras a diferença entre a memória RAM e o armazenamento (disco rígido ou SSD). Ajude-se com uma comparação do dia a dia, por exemplo com móveis de uma cozinha ou de um escritório.

Feche o documento sem salvar e desligue o computador: o texto que você tinha escrito desaparece. Explique o que a memória RAM tem a ver com essa perda e o que faz exatamente o botão «salvar» para evitá-la.

Verdadeiro ou falso? Justifique cada resposta com uma frase: (a) a memória RAM guarda as suas fotos mesmo que você desligue o computador; (b) a CPU executa as instruções dos programas; (c) a placa-mãe liga entre si todos os componentes; (d) o disco rígido perde todo o seu conteúdo sempre que o equipamento é desligado.

Em qual componente você pensaria primeiro em cada caso? Fundamente as suas respostas: (a) quer guardar muito mais filmes no computador; (b) quer que o computador calcule e «pense» mais depressa; (c) quer trabalhar com muitos programas abertos ao mesmo tempo sem que fique lento.

Quando você joga com um controle, a ordem do botão chega a um componente que calcula o que deve acontecer no jogo e envia o resultado para o monitor. Que componente é esse? Explique o que você notaria no jogo se esse componente fosse muito lento.

Procure as especificações de um computador real (o da sua casa, o da sala de aula ou um de uma loja online) e anote a CPU, a memória RAM e o armazenamento dele. Explique com suas palavras o que significa cada um dos três dados.

O esquema mostra os blocos principais de um computador, mas um dos componentes ligados à CPU está coberto por um ponto de interrogação, como mostra a figura.

O componente oculto guarda temporariamente os dados com que a CPU trabalha a cada momento e é apagado ao desligar o computador. Que componente é? Explique o que aconteceria se o computador não o tivesse.

Ao clicar duas vezes em um documento, os dados viajam entre os componentes do computador. Ordene estes passos e explique que papel desempenha a memória RAM no processo: (a) a CPU processa os dados do documento, (b) o documento é copiado do armazenamento para a memória RAM, (c) clica duas vezes no ícone do arquivo, (d) o documento é apresentado na tela.

Ao abrir um jogo, os dados viajam entre quatro peças do computador. A figura mostra essas peças unidas por setas, mas a ordem indicada pelos números dos cartões está incorreta, como mostra o esquema.

Escreva a ordem correta do percurso dos dados, de 1 a 4, e explique o que acontece em cada uma das quatro etapas.

Um computador tem $16\ \text{GB}$ de memória RAM. Entre o sistema operacional ($4\ \text{GB}$), o navegador ($3\ \text{GB}$) e um jogo ($6\ \text{GB}$), calcule quanta RAM fica livre com a subtração $16 - (4 + 3 + 6)$ e explique o que pode acontecer se você abrir depois um programa que precisa de $5\ \text{GB}$.

O celular avisa «armazenamento quase cheio» e, no entanto, tem $8\ \text{GB}$ de memória RAM livres. Explique por que razão apagar aplicativos e vídeos libera armazenamento, mas não RAM, e justifique que tipo de memória é preenchida pelas fotografias e pelos vídeos.

Um celular novo dispõe de $128\ \text{GB}$ de armazenamento interno total, mas o sistema operacional e os aplicativos básicos já ocupam $28\ \text{GB}$. Você quer aproveitar o espaço livre restante exclusivamente para guardar fotos de alta qualidade, que ocupam uma média de $4\ \text{MB}$ cada uma.

1. a) Sabendo que $1\ \text{GB} = 1\,000\ \text{MB}$, calcule quantas fotos completas você poderá armazenar no máximo, teoricamente, no espaço livre disponível. Mostre todas as operações com as suas unidades.
2. b) O seu colega afirma que, enquanto você não instalar mais aplicativos, poderá guardar exatamente essa quantidade calculada. Conteste tecnicamente a afirmação dele, explicando pelo menos dois motivos reais pelos quais a capacidade utilizável para fotos será menor.

O departamento de Tecnologia quer gravar um documentário escolar com uma câmera que registra vídeo em qualidade 4K, gerando aproximadamente $375\ \text{MB}$ de dados por cada minuto de gravação. Para isso, você dispõe de um cartão de memória de $256\ \text{GB}$ vazio.

1. a) Sabendo que $1\ \text{GB} = 1\,000\ \text{MB}$, calcule quantas horas e minutos de gravação contínua cabem teoricamente nesse cartão (mostre o desenvolvimento do cálculo com a vírgula decimal).
2. b) Se a gravação completa precisar registrar $12$ horas de filmagens no total, de quantos cartões de $256\ \text{GB}$ vocês precisarão no mínimo? Justifique a sua resposta levando em conta imprevistos e o espaço que a formatação dos cartões requer.

No folheto publicitário de uma loja você lê o seguinte anúncio sobre um celular:

«Desempenho insuperável! Conta com $12\ \text{GB}$ de memória, o dobro do seu telefone atual: será duas vezes mais rápido e você poderá guardar o dobro de fotos e jogos».

1. a) Analise criticamente o anúncio e explique de forma fundamentada os dois erros técnicos fundamentais que o anúncio comete ao usar a palavra «memória» e ao relacioná-la com a «velocidade».
2. b) Redija uma versão corrigida e tecnicamente honesta do anúncio que mantenha um tom atraente para o comprador sem recorrer a enganos.

O computador de uma sala de aula fica muito lento quando se abrem muitas abas do navegador ao mesmo tempo, embora a CPU seja potente e o disco tenha espaço livre. Que componente você considera que está atingindo o limite? Explique por quê e qual melhoria no equipamento resolveria a situação.

Em uma loja compara-se dois computadores: o equipamento A tem uma CPU de $3,2\ \text{GHz}$, $8\ \text{GB}$ de memória RAM e um SSD de $256\ \text{GB}$; o equipamento B tem uma CPU de $2,8\ \text{GHz}$, $16\ \text{GB}$ de RAM e um disco rígido de $1\ \text{TB}$. Explique o que significa cada dado e justifique qual equipamento é mais conveniente para uma aluna que edita vídeo com vários programas abertos ao mesmo tempo.

Um computador demora três minutos para ligar porque o seu disco rígido é dos antigos, com peças móveis (HDD). Explique por que motivo substituí-lo por um SSD acelera a inicialização e a abertura de programas, mesmo que a CPU e a memória RAM continuem exatamente as mesmas.

Um computador antigo tem $4\ \text{GB}$ de RAM e um disco rígido HDD, e só há dinheiro para uma melhoria: expandir para $16\ \text{GB}$ de RAM ou trocar por um SSD. Justifique qual você escolheria para que o equipamento «fique mais rápido» no uso diário (inicializar, abrir programas, alternar entre janelas) e explique o que melhoraria e o que não melhoraria com cada opção.

Imagine que você trabalha no serviço técnico da escola e recebe três computadores com problemas de desempenho:

• Computador A: Demora quase dez minutos para ligar e abrir qualquer programa, mas assim que o aplicativo está aberto funciona com total fluidez.

• Computador B: Com várias abas do navegador abertas junto com um processador de texto e música de fundo, o computador trava periodicamente e funciona aos solavancos ao mudar de janela.

• Computador C: Durante a exportação final de um projeto de vídeo em alta definição, o processo é interrompido de repente, indicando que não é possível salvar o arquivo resultante.

Para cada caso, diagnostique de forma fundamentada qual componente de hardware (armazenamento secundário, memória RAM ou processador/placa de vídeo) está provocando o gargalo e proponha uma melhoria técnica adequada.

A sala de informática precisa de um computador novo para programar, editar vídeo e usar jogos educativos. Distribua a importância que você daria a cada componente (CPU, memória RAM, placa de vídeo e armazenamento), justifique as suas decisões e indique em que componente você economizaria se o orçamento fosse limitado.

O servidor de uma loja online atende milhares de pessoas ao mesmo tempo, todas pedindo páginas e fazendo pedidos de compra. Compare esse servidor com o computador da sua casa: justifique quais componentes precisarão ser reforçados (CPU, memória RAM, armazenamento, conexão de rede) e por que razão um computador de mesa «muito potente» não seria suficiente.

O clube de robótica monta um computador com um orçamento de $\text{R\$}\ 600$ e esta lista de peças: CPU por $\text{R\$}\ 210$, memória RAM por $\text{R\$}\ 80$, SSD por $\text{R\$}\ 110$, placa de vídeo por $\text{R\$}\ 150$ e placa-mãe com fonte e gabinete por $\text{R\$}\ 120$. Some o total e verifique se cabe no orçamento; caso não caiba, decida que alteração faria (que peça reduziria ou aumentaria) e defenda a sua decisão de acordo com a utilização do clube.