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Hardware e sistemas operacionais

De bits e transistores à CPU, à memória e ao que o sistema operacional exige do hardware, em ordem de dependência.

27 posts

  1. 1
    Bits e binário: por que o computador conta de dois em dois

    Por que o computador conta em base 2, como converter binário, decimal e hexadecimal, a diferença entre KB e KiB e como máscaras de bits mexem em flags.

    iniciante
  2. 2
    Inteiros, complemento de dois e overflow: quando o número dá a volta

    Como o complemento de dois guarda números negativos, por que o overflow dá a volta e como C, Go, Java e Python tratam o estouro na prática.

    iniciante
  3. 3
    Ponto flutuante: por que 0,1 + 0,2 não dá 0,3

    Como o padrão IEEE 754 codifica números reais em bits, por que surgem erros de arredondamento e como lidar com imprecisões no software.

    intermediário
  4. 4
    Texto, ASCII, Unicode e UTF-8: como uma letra vira número

    Como uma letra vira número, por que o mesmo texto ocupa bytes diferentes e por que medir tamanho de strings pode enganar no dia a dia.

    iniciante
  5. 5
    Álgebra booleana e portas lógicas: como a verdade vira circuito

    Como postulados booleanos, tabelas-verdade e portas AND, OR, NOT e XOR constroem circuitos lógicos fundamentais para a computação digital.

    iniciante
  6. 6
    Transistor como chave: da válvula ao inversor CMOS

    Como um transistor age como chave controlada por tensão, por que o CMOS só gasta energia ao trocar de estado e o que significa a escala nm.

    iniciante
  7. 7
    Circuitos combinacionais: somar, escolher e decodificar com portas

    Como portas lógicas se combinam em somadores, multiplexadores e decodificadores, e como o carry lookahead elimina o atraso do vai-um.

    intermediário
  8. 8
    Circuitos sequenciais: guardar um bit com portas

    Como um laço de portas guarda um bit: latch SR, latch D, flip-flop mestre-escravo, registradores, contadores e a ponte para memórias SRAM.

    intermediário
  9. 9
    Clock e sincronização: como o tempo coordena os circuitos

    Como o sinal de clock coordena flip-flops, por que o caminho crítico fixa a frequência máxima e os cuidados com setup, hold e skew.

    intermediário
  10. 10
    Máquinas de estados finitos: um circuito que lembra em que passo está

    Como projetar máquinas de estados finitos nos modelos Moore e Mealy, tabelas de transição e sua aplicação na unidade de controle da CPU.

    intermediário
  11. 11
    ULA e registradores: somar, comparar e guardar operandos

    Como a ULA soma, subtrai, compara e faz lógica, o que são as flags Z, N, C e V e para que servem os registradores dentro da CPU.

    intermediário
  12. 12
    ISA, CISC e RISC: o contrato entre programa e processador

    O que uma ISA define e por que x86-64, AArch64 e RISC-V diferem em formato, memória e tamanho de instrução, com bytes reais montados e conferidos.

    intermediário
  13. 13
    Ciclo de instrução e unidade de controle: busca, decodificação e execução

    Como a CPU busca, decodifica e executa uma instrução, o que o contador de programa faz e como a unidade de controle liga os sinais em cada etapa.

    intermediário
  14. 14
    Como a CPU executa instruções: de portas lógicas ao ciclo de clock

    Como portas lógicas formam um somador, como a ULA e os registradores trabalham e como o ciclo busca, decodifica e executa avança passo a passo na CPU.

    intermediário
  15. 15
    Assembly na prática: como um laço em C vira instruções em x86-64 e ARM64

    Como um laço de soma em C vira instruções em x86-64 e ARM64, com os bytes conferidos no clang e no objdump, desvios calculados e flags explicadas.

    intermediário
  16. 16
    Pilha e chamada de função: onde a CPU guarda o caminho de volta

    Como a CPU guarda o endereço de retorno e as variáveis locais na pilha, com quadros medidos em arm64, a convenção de chamada em x86-64 e arm64 e erros comuns.

    intermediário
  17. 17
    Gerações e arquiteturas: CISC, RISC, x86-64, ARM, RISC-V e POWER

    Como as CPUs diferem por arquitetura: CISC e RISC, VLIW e EPIC do Itanium, a evolução de 8 a 64 bits e os chips atuais de x86-64, ARM, RISC-V e POWER.

    intermediário
  18. 18
    Hierarquia de memória e localidade: por que a CPU passa o tempo esperando dados

    Por que existem registradores, caches L1/L2/L3, RAM e SSD, como a velocidade da luz impõe a pirâmide e como a localidade faz a memória parecer rápida e grande.

    intermediário
  19. 19
    SRAM, DRAM e armazenamento: como cada tecnologia guarda um bit

    Como SRAM, DRAM, flash e disco guardam um bit por dentro, por que a SRAM é rápida e cara e a DRAM lenta e barata, e o que dá persistência.

    intermediário
  20. 20
    Cache: linhas, associatividade e o que acontece num miss

    Como o cache encontra um dado por tag, índice e deslocamento, o que acontece num miss e como associatividade e substituição mudam a taxa de acerto.

    intermediário
  21. 21
    Endereçamento, alinhamento e endianness: como a CPU acha um byte e por que a ordem importa

    Como a CPU encontra um byte pelo endereço, por que um inteiro desalinhado pode custar outra busca de linha de cache e o que muda entre little e big-endian.

    intermediário
  22. 22
    Pipeline, cache e paralelismo: como a CPU faz várias coisas ao mesmo tempo

    Como a CPU acelera o processamento: pipeline, previsão de desvios, execução fora de ordem, cache L1/L2/L3, memória virtual, SIMD e multithreading.

    avançado
  23. 23
    Limites e segurança: por que o clock parou e por que a especulação virou problema

    Por que o clock parou de subir: o fim da lei de Dennard, a lei de Moore, as paredes de potência e calor, e o que foram Meltdown e Spectre em alto nível.

    avançado
  24. 24
    Carga da CPU no Mac: load average, processos e por que os testes travam

    Como ler o load average do Mac, achar o programa que consome a CPU e entender por que Docker, cliente Git e testes com timeout sofrem sob carga.

  25. 25
    Docker e Kubernetes: do contêiner ao uso profissional

    Como um contêiner funciona no Linux, como o Docker constrói e roda imagens e como o Kubernetes orquestra pods, do zero ao uso profissional.

  26. 26
    CPU: o cérebro que só faz uma conta por vez (e cada vez mais contas ao mesmo tempo)

    O que é uma CPU, como ela executa instruções, como chegou aos chips atuais e quais limites físicos enfrenta na computação moderna.

    iniciante
  27. 27
    História das CPUs: de válvulas que queimavam a transistores que cabem na unha

    Da válvula do ENIAC ao transistor, ao circuito integrado e ao microprocessador, com modelos reais de cada época e os números de clock, bits e transistores.

    iniciante

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