Exercícios: A informação dentro do computador

Faça corresponder cada unidade à sua definição: (a) bit, (b) byte, (c) quilobyte, (d) gigabyte. Definições: 1. grupo de $8$ bits; 2. a menor unidade de informação, um $0$ ou um $1$; 3. com a convenção escolar, $1024$ megabytes; 4. com a convenção escolar, $1024$ bytes.

Verdadeiro ou falso? Justifique cada resposta: (a) um bit só pode valer $0$ ou $1$; (b) um byte é formado por $10$ bits; (c) os computadores trabalham em binário porque seus circuitos apenas distinguem dois estados; (d) com a convenção escolar, $1\ \text{KB}$ são $1000$ bytes.

A figura mostra oito quadradinhos que juntos formam um byte: sete já têm o seu valor e o último está tapado com um ponto de interrogação, como se mostra no esquema.

Que dois valores o quadradinho tapado poderia esconder? Quantos bits formam um byte? Escreva um byte inventado por você com os seus oito dígitos e explique o que cada quadradinho representa.

Explique com suas palavras por que os computadores usam o sistema binário em vez dos nossos dez dígitos. Ajude-se da ideia de um interruptor de luz, que só pode estar desligado ou ligado, e dos milhões de interruptores minúsculos que existem dentro de um processador.

Associe cada arquivo ao tamanho mais razoável: (a) uma mensagem de texto curta, (b) uma fotografia tirada com o celular, (c) uma canção, (d) um filme. Tamanhos: 1. cerca de $4\ \text{MB}$; 2. mais de $1\ \text{GB}$; 3. alguns bytes; 4. cerca de $8\ \text{MB}$. Explique em qual dos quatro você se baseou na sua própria experiência.

Ordene estas unidades da menor para a maior: megabyte, bit, gigabyte, byte, terabyte, kilobyte. Explique depois, usando a convenção escolar $1\ \text{KB} = 1024\ \text{bytes}$, que relação existe entre cada unidade e a seguinte da lista.

Um bit é como uma lâmpada que só pode estar apagada ($0$) ou acesa ($1$). Quantas «lâmpadas» são necessárias para formar um byte? Desenhe no seu caderno oito lâmpadas que representem o byte $01100001$ e explique o que significa cada uma.

Você pode fazer isso no papel e enviar uma foto com a sua resposta.

No código que os computadores usam para os textos, cada letra ocupa $1$ byte. Calcule quantos bytes ocupa a palavra «HOLA» e quantos bits são no total, e explique o cálculo que você fez.

A figura mostra a escada das unidades de informação: em cada degrau se sobe multiplicando, mas o último degrau perdeu o seu nome, como se mostra no esquema.

Qual unidade falta no último degrau? Escreva a cadeia completa de equivalências desde o bit até essa unidade usando a convenção escolar ($1\ \text{KB} = 1024\ \text{bytes}$ e o mesmo ao subir para cada unidade maior) e explique com suas palavras por que o salto de bit para byte é diferente dos demais.

Usando a convenção escolar $1\ \text{KB} = 1024\ \text{bytes}$, calcule e escreva as operações: (a) quantos bytes são $3\ \text{KB}$; (b) quantos quilobytes são $2\ \text{MB}$; (c) quantos bits são $4$ bytes.

Uma fotografia do celular ocupa $4\ \text{MB}$. Com a convenção escolar ($1\ \text{GB} = 1024\ \text{MB}$), calcule quantas fotografias cabem em $1\ \text{GB}$ e quantas em $64\ \text{GB}$, e explique por que, na prática, cabem um pouco menos do que as calculadas.

A barra da figura mostra como se repartem os $64\ \text{GB}$ de um celular entre o sistema, os aplicativos, as fotos e vídeos e o espaço livre, mas a parte das fotos não tem o seu valor, como se mostra no esquema.

Quantos gigabytes ocupam as fotos e os vídeos? Quantas fotos de $6\ \text{MB}$ caberiam ainda no espaço livre? (Use a convenção escolar $1\ \text{GB} = 1024\ \text{MB}$ e mostre as operações.)

Uma canção ocupa $8\ \text{MB}$ e no seu leitor restam $16\ \text{GB}$ livres. Com a convenção escolar, calcule quantas canções cabem e justifique por que razão, na prática, cabem algumas a menos do que o resultado da conta.

Uma página de texto sem imagens ocupa cerca de $2\ \text{KB}$. Com a convenção escolar, calcule quantas páginas cabem em $1\ \text{MB}$ e responda fundamentando: o que ocupa mais, um romance de $300$ páginas ou uma única fotografia de $4\ \text{MB}$?

O seu irmão quer o celular de $128\ \text{GB}$ e você diz que $64\ \text{GB}$ é suficiente. Calcule quantas fotografias de $5\ \text{MB}$ cabem exatamente na diferença entre os dois modelos (com a convenção escolar) e justifique para que tipo de pessoa vale a pena pagar pelo modelo maior.

Explique por que razão um computador não guarda diretamente letras, cores ou sons, mas sim zeros e uns: o que têm em comum os transistores dos seus circuitos com um interruptor de luz e que vantagem tem trabalhar apenas com dois estados possíveis.

O celular da Mara tem uma capacidade de $64\ \text{GB}$. Nas configurações de armazenamento, detalha-se: Sistema operacional $12\ \text{GB}$, Aplicativos $20\ \text{GB}$, Galeria de fotos $28\ \text{GB}$ e Espaço livre $4\ \text{GB}$. Para instalar uma atualização crítica, o dispositivo exige dispor de pelo menos $10\ \text{GB}$ livres. A Mara afirma: «Apagando $150$ fotos de cerca de $7\ \text{MB}$ cada uma, já terei espaço suficiente somando os $4\ \text{GB}$ livres que me restam».

1. a) Demonstre numericamente, utilizando a convenção escolar ($1\ \text{GB} = 1024\ \text{MB}$), por que razão a afirmação da Mara é incorreta e determine quantas fotos desse tamanho ela teria de eliminar na realidade para conseguir os $6\ \text{GB}$ que lhe faltam.
2. b) Justifique duas soluções técnicas alternativas que permitam a ela liberar esse espaço sem ter de apagar nenhuma das fotos do celular.

Um console de videogame é anunciado com um disco interno de $500\ \text{GB}$. Ao ligá-lo, o sistema operacional e o software de recuperação ocupam $85\ \text{GB}$, e o fabricante recomenda deixar sempre $10\,\%$ da capacidade total livre para memória virtual e atualizações do sistema.

1. a) Calcule quantos jogos completos de $48\ \text{GB}$ e quantos vídeos de partidas de $1500\ \text{MB}$ podem coexistir ao mesmo tempo no console se você quiser reservar pelo menos $15\ \text{GB}$ exclusivamente para vídeos (utilize a convenção escolar de $1\ \text{GB} = 1024\ \text{MB}$).
2. b) Se você conectar um HD externo de $1\ \text{TB}$ (com a mesma convenção, $1\ \text{TB} = 1024\ \text{GB}$) dedicado exclusivamente à instalação de jogos, calcule quantos jogos a mais do mesmo tamanho poderiam ser instalados e justifique por que motivo, nesse disco externo, se pode aproveitar praticamente todo o espaço, ao contrário do disco interno.

A equipe de audiovisual da escola vai transmitir um festival beneficente que dura $3$ horas e $45$ minutos sem interrupções. A câmera grava vídeo contínuo com uma taxa de $600\ \text{MB}$ por minuto e a escola dispõe de um único cartão de memória de $128\ \text{GB}$.

1. a) Com a convenção escolar ($1\ \text{GB} = 1024\ \text{MB}$), determine por meio de cálculos exatos se o cartão tem capacidade suficiente para todo o evento ou em que minuto da gravação ele vai parar por falta de memória.
2. b) Elabore duas alternativas técnicas viáveis para garantir que nenhuma gravação do festival seja perdida: uma modificando a configuração de captura da câmera e outra planejando o gerenciamento das mídias de armazenamento.

Dois tablets custam o mesmo: um tem $64\ \text{GB}$ e oferece espaço na nuvem; o outro tem $128\ \text{GB}$, mas sem nuvem. Analise as vantagens e desvantagens de cada opção (o que acontece se o aparelho estragar, o que acontece quando não há conexão com a Internet) e recomende uma para um aluno da sua idade, justificando.

O servidor da biblioteca digital da escola atribui uma cota máxima de $25\ \text{GB}$ para armazenar os trabalhos anuais da sua turma de $30$ alunos. Cada aluno deve enviar durante o ano letivo $3$ projetos completos; cada envio é composto por um relatório em PDF de $12\ \text{MB}$, uma pasta de fotografias de $68\ \text{MB}$ e um vídeo explicativo.

1. a) Aplicando a convenção escolar ($1\ \text{GB} = 1024\ \text{MB}$), calcule o tamanho máximo em megabytes que o vídeo de cada projeto pode ocupar para que os envios dos $30$ estudantes caibam no servidor sem ultrapassar o limite atribuído.
2. b) Se $10$ alunos enviarem os seus vídeos com um tamanho de $400\ \text{MB}$ cada um enquanto os demais respeitam o limite calculado, preveja quantos gigabytes de excesso serão gerados e proponha um protocolo técnico para resolver o problema antes que o espaço do servidor se esgote.

Desafio do tema. Torne-se o técnico de informática da sua casa! Sua missão é auditar um computador de casa (ou da escola) e elaborar uma proposta fundamentada de melhoria baseada em dados reais.

1. Inventário técnico: Identifique a arquitetura básica do computador (modelo do processador, memória RAM e capacidade de armazenamento). Classifique pelo menos quatro periféricos conectados em entrada, saída ou mistos.

2. A informação em números: Converta a capacidade do disco principal para Megabytes ($1\text{ GB} = 1024\text{ MB}$). Depois, acesse o site do INE («Equipamento e uso de TIC nos lares») e consulte a taxa de lares com computador no seu estado (por exemplo, $81,4\,\%$).

3. Diagnóstico e manutenção: Detecte uma ocorrência habitual (disco quase cheio, excesso de poeira nos ventiladores ou lentidão ao inicializar) e descreva o procedimento passo a passo para resolvê-la com segurança.

4. Relatório final: Redija no LibreOffice Writer um relatório breve (uma página) com a ficha de componentes, os cálculos realizados, a comparação com o INE e a sua proposta de solução.

Será valorizado:

• Identificação precisa da arquitetura e classificação correta dos periféricos.

• Exatidão na conversão de unidades de informação e na extração do dado do INE.

• Viabilidade e segurança técnica no procedimento de resolução do problema.

• Qualidade da redação e formato organizado do relatório no LibreOffice.