PLANIFICACAO_SESSAO01

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<p>1</p><p>Sessão 01: Visão Geral da Arquitetura de Computadores</p><p>Data: 15 de Outubro</p><p>Horário: 10h - 13h (3 horas)</p><p>Ambiente: Sessão online (Microsoft Teams)</p><p>OBJETIVOS DA SESSÃO:</p><p>• Compreender os conceitos fundamentais da arquitetura de computadores.</p><p>• Identificar e descrever em profundidade os componentes principais de um computador e as</p><p>suas funções.</p><p>• Diferenciar detalhadamente entre as arquiteturas RISC e CISC, compreendendo as suas</p><p>vantagens, desvantagens e aplicações práticas.</p><p>• Aplicar os conhecimentos adquiridos através do uso de um simulador para explorar a</p><p>estrutura de um computador.</p><p>PLANO DETALHADO DA SESSÃO:</p><p>10h00 - 10h15 (15 min): Abertura e Introdução</p><p>• Boas-vindas aos participantes:</p><p>o Apresentação pessoal do formador.</p><p>o Orientações para a participação na sessão online (uso do microfone, câmara, chat,</p><p>levantar a mão virtual).</p><p>• Apresentação dos objetivos e agenda da sessão:</p><p>o Explicação detalhada do que será abordado.</p><p>J+D Sistemas de Automação</p><p>UFCD 10871:</p><p>Introdução à Administração de Sistemas</p><p>PLANIFICAÇÂO SESSÃO 01</p><p>Formador: Sandra Liliana Meira de Oliveira</p><p>2</p><p>o Expectativas em relação à participação e interatividade.</p><p>10h15 - 11h00 (45 min): Introdução à Arquitetura de Computadores</p><p>• Conceito de Arquitetura de Computadores:</p><p>o Definição e importância no contexto atual da tecnologia.</p><p>o Como a arquitetura influencia o desempenho e a eficiência dos sistemas.</p><p>• Evolução Histórica:</p><p>o Linha cronológica desde os primeiros computadores mecânicos até aos modernos</p><p>sistemas digitais.</p><p>o Destaque para marcos significativos, como a criação do transistor, circuitos</p><p>integrados e microprocessadores.</p><p>• Modelos de Arquitetura:</p><p>o Arquitetura de von Neumann:</p><p>▪ Descrição do modelo (unidade de processamento, memória, entrada/saída).</p><p>▪ Conceito de programa armazenado.</p><p>o Arquitetura Harvard:</p><p>▪ Separação entre memória de instruções e memória de dados.</p><p>▪ Utilização em microcontroladores e sistemas embebidos.</p><p>• Discussão Interativa:</p><p>o Encorajar perguntas e partilha de experiências pessoais com diferentes sistemas.</p><p>o Utilização de questionários online para avaliar o conhecimento prévio.</p><p>11h00 - 11h50 (50 min): Componentes Principais de um Computador</p><p>• Unidade Central de Processamento (CPU):</p><p>o Estrutura Interna:</p><p>▪ Unidade de Controle (Control Unit), Unidade Aritmética e Lógica (ALU),</p><p>Registos.</p><p>o Funcionamento:</p><p>▪ Ciclo de instrução: busca, decodificação, execução e armazenamento.</p><p>▪ Pipelines e execução paralela.</p><p>o Parâmetros de Desempenho:</p><p>▪ Frequência de clock, número de núcleos, threads, cache L1/L2/L3.</p><p>3</p><p>• Memória RAM:</p><p>o Tipos e Características:</p><p>▪ SDRAM, DDR, DDR2, DDR3, DDR4, DDR5.</p><p>▪ Latência, largura de banda, capacidade.</p><p>o Função no Sistema:</p><p>▪ Armazenamento temporário de dados e instruções.</p><p>▪ Impacto na velocidade de execução de programas.</p><p>• Armazenamento:</p><p>o Discos Rígidos (HDD):</p><p>▪ Funcionamento mecânico, velocidade de rotação (RPM), tempos de acesso.</p><p>o Unidades de Estado Sólido (SSD):</p><p>▪ Memória flash NAND, ausência de partes móveis, maior velocidade.</p><p>o NVMe e M.2:</p><p>▪ Protocolos e interfaces para velocidades superiores.</p><p>o Considerações:</p><p>▪ Capacidade vs. velocidade, fiabilidade, durabilidade.</p><p>• Placa-Mãe (Motherboard):</p><p>o Componentes e Funções:</p><p>▪ Chipset, BIOS/UEFI, slots de expansão (PCIe), sockets de CPU.</p><p>o Barramentos (Bus):</p><p>▪ Comunicação entre CPU, memória e dispositivos periféricos.</p><p>▪ Exemplos: SATA, USB, PCI Express.</p><p>• Placas Gráficas (GPU):</p><p>o Integradas vs. Dedicadas:</p><p>▪ Diferenças em desempenho e aplicações.</p><p>o Arquitetura Interna:</p><p>▪ Núcleos CUDA, shaders, processamento paralelo.</p><p>o Utilizações Avançadas:</p><p>4</p><p>▪ Computação gráfica, inteligência artificial, mineração de criptomoedas.</p><p>• Dispositivos de Entrada e Saída (I/O):</p><p>o Entrada:</p><p>▪ Teclado, rato, scanners, microfones.</p><p>o Saída:</p><p>▪ Monitores, impressoras, colunas de som.</p><p>o Interfaces e Protocolos:</p><p>▪ USB, HDMI, Bluetooth, Wi-Fi.</p><p>• Atividade Interativa:</p><p>o Apresentação de um diagrama detalhado de um computador.</p><p>o Identificação conjunta dos componentes e discussão sobre as suas interligações.</p><p>11h50 - 12h00 (15 min): Intervalo</p><p>• Pausa para descanso:</p><p>o Sugestão para os participantes se movimentarem e descansarem os olhos do ecrã.</p><p>12h00 - 12h30 (25 min): Arquiteturas RISC vs. CISC</p><p>• Arquitetura RISC (Reduced Instruction Set Computer):</p><p>o Princípios Fundamentais:</p><p>▪ Conjunto de instruções simplificado e uniforme.</p><p>▪ Execução de instruções em um único ciclo de clock.</p><p>o Vantagens:</p><p>▪ Maior eficiência energética.</p><p>▪ Desempenho otimizado em operações específicas.</p><p>▪ Facilidade na previsão e otimização de desempenho.</p><p>o Exemplos de Uso:</p><p>▪ Processadores ARM em smartphones, tablets e dispositivos IoT.</p><p>▪ Arquitetura RISC-V e seu impacto na indústria open-source.</p><p>• Arquitetura CISC (Complex Instruction Set Computer):</p><p>o Princípios Fundamentais:</p><p>5</p><p>▪ Conjunto de instruções complexo e variado.</p><p>▪ Instruções que executam tarefas complexas em hardware.</p><p>o Vantagens:</p><p>▪ Redução da carga do compilador e do software.</p><p>▪ Maior compatibilidade com software legado.</p><p>o Exemplos de Uso:</p><p>▪ Processadores Intel e AMD em computadores pessoais e servidores.</p><p>• Comparação Detalhada:</p><p>o Desempenho:</p><p>▪ Análise de benchmarks em diferentes aplicações.</p><p>o Consumo Energético:</p><p>▪ Impacto em dispositivos móveis vs. desktops.</p><p>o Complexidade de Design:</p><p>▪ Custos de desenvolvimento e produção.</p><p>• Tendências Atuais:</p><p>o Convergência das Arquiteturas:</p><p>▪ Processadores CISC incorporando características RISC e vice-versa.</p><p>o Impacto no Mercado:</p><p>▪ Discussão sobre a mudança da Apple para processadores ARM nos Macs.</p><p>o Futuro das Arquiteturas:</p><p>▪ Possibilidades com computação quântica e neuromórfica.</p><p>12h30 - 12h55 (25 min): Atividade Prática com Simulador</p><p>• Introdução ao Tinkercad:</p><p>o Apresentação da Plataforma:</p><p>▪ Visão geral das funcionalidades relevantes para a sessão.</p><p>o Configuração Inicial:</p><p>▪ Criação de contas e familiarização com o ambiente de trabalho.</p><p>• Exploração da Estrutura de um Computador:</p><p>6</p><p>o Montagem Virtual:</p><p>▪ Instruções passo a passo para montar um circuito que represente a</p><p>comunicação entre a CPU, RAM e armazenamento.</p><p>o Simulação de Processos:</p><p>▪ Implementação de um simples programa que demonstra o fluxo de dados.</p><p>o Desafios Adicionais:</p><p>▪ Adicionar componentes como sensores ou atuadores para simular entradas e</p><p>saídas.</p><p>• Partilha e Discussão:</p><p>o Apresentação dos Projetos:</p><p>▪ Participantes partilham o ecrã para mostrar as suas montagens.</p><p>o Análise Conjunta:</p><p>▪ Debate sobre diferentes abordagens e resolução de problemas encontrados.</p><p>• Recursos de Apoio:</p><p>o Guias e Tutoriais:</p><p>▪ Fornecimento de materiais adicionais para exploração posterior.</p><p>o Comunidade Tinkercad:</p><p>▪ Incentivo à participação em fóruns e grupos de discussão.</p><p>12h55 - 13h00 (5 min): Encerramento</p><p>• Revisão dos Conceitos Abordados:</p><p>o Síntese dos principais pontos discutidos.</p><p>• Esclarecimento de Dúvidas Finais:</p><p>o Espaço aberto para perguntas adicionais.</p><p>• Próximos Passos:</p><p>o Materiais para Estudo:</p><p>▪ Links para artigos, vídeos e livros recomendados.</p><p>o Preparação para a Próxima Sessão:</p><p>▪ Tópicos que serão abordados e sugestões de pré-leitura.</p><p>7</p><p>RECURSOS NECESSÁRIOS:</p><p>• Equipamentos:</p><p>o Computador ou portátil com acesso estável à internet.</p><p>o Auscultadores com microfone para melhor qualidade de áudio.</p><p>o Câmara web.</p><p>• Software e Plataformas:</p><p>o Plataforma de Videoconferência:</p><p>▪ Microsoft Teams</p><p>o Tinkercad:</p><p>▪ Acesso gratuito através do website https://www.tinkercad.com/</p><p>o Ferramentas Interativas:</p><p>▪ Mentimeter, Kahoot ou Slido para quizzes e enquetes.</p><p>• Materiais Didáticos:</p><p>o Apresentações:</p><p>▪ Slides detalhados a serem partilhados durante a sessão e disponibilizados</p><p>posteriormente.</p><p>o Documentação de Apoio:</p><p>▪ Manuais ou guias em PDF para as atividades</p><p>práticas.</p><p>• Pré-requisitos Técnicos:</p><p>o Testes Antecipados:</p><p>▪ Realizar um teste da plataforma de videoconferência e do Tinkercad antes da</p><p>sessão.</p><p>o Comunicação Prévia:</p><p>▪ Enviar aos participantes instruções de acesso e requisitos técnicos alguns</p><p>dias antes.</p><p>NOTAS ADICIONAIS:</p><p>• Engajamento e Interatividade:</p><p>o Dinâmicas Online:</p><p>▪ Utilizar funcionalidades de reação (emojis, levantar a mão) para manter o</p><p>envolvimento.</p><p>https://www.tinkercad.com/</p><p>8</p><p>o Participação Ativa:</p><p>▪ Incentivar perguntas durante a apresentação ou através do chat.</p><p>• Inclusão e Acessibilidade:</p><p>o Legendas:</p><p>▪ Disponibilizar legendas automáticas se a plataforma permitir.</p><p>o Materiais Acessíveis:</p><p>▪ Garantir que os documentos estão em formatos compatíveis com leitores de</p><p>ecrã.</p><p>• Gestão de Tempo:</p><p>o Pontualidade:</p><p>▪ Iniciar e terminar a sessão nos horários previstos.</p><p>o Flexibilidade:</p><p>▪ Estar preparado para ajustar o plano caso surjam questões que requeiram</p><p>mais tempo.</p><p>PRÁTICAS PEDAGÓGICAS UTILIZADAS</p><p>Durante a sessão online, serão implementadas várias práticas pedagógicas para promover uma</p><p>aprendizagem eficaz e interativa:</p><p>1. Aprendizagem Ativa:</p><p>o Participação Interativa: Incentivo à participação ativa dos participantes através de</p><p>perguntas, debates e partilha de experiências.</p><p>o Resolução de Problemas: Utilização de cenários práticos e questões desafiadoras</p><p>para estimular o pensamento crítico e a aplicação dos conceitos.</p><p>2. Exposição Dialogada:</p><p>o Apresentações Interativas: Em vez de uma abordagem expositiva tradicional, o</p><p>formador envolverá os participantes em discussões durante a apresentação dos</p><p>conteúdos.</p><p>o Perguntas Socráticas: Utilização de perguntas orientadas para estimular a reflexão</p><p>e aprofundar a compreensão dos temas.</p><p>3. Utilização de Recursos Multimédia:</p><p>o Slides Dinâmicos: Apresentações visuais com gráficos, diagramas e animações</p><p>para facilitar a compreensão.</p><p>9</p><p>o Vídeos e Simulações: Inclusão de vídeos explicativos e simulações para ilustrar</p><p>conceitos complexos.</p><p>4. Aprendizagem Baseada em Projetos:</p><p>o Atividade Prática com Tinkercad: Os participantes desenvolverão um projeto</p><p>prático que integra os conhecimentos adquiridos, promovendo a aprendizagem</p><p>através da experiência.</p><p>5. Feedback Imediato:</p><p>o Sessões de Perguntas e Respostas: Espaços dedicados para esclarecer dúvidas</p><p>em tempo real.</p><p>o Utilização do Chat e Reações: Encorajamento ao uso das funcionalidades da</p><p>plataforma para expressar dúvidas ou comentários instantaneamente.</p><p>6. Colaboração Online:</p><p>o Trabalho em Grupos Virtuais: Criação de salas de reunião (breakout rooms) para</p><p>atividades em pequenos grupos.</p><p>o Partilha de Ecrã e Recursos: Os participantes podem partilhar o seu trabalho e</p><p>receber feedback dos colegas.</p><p>7. Ferramentas Interativas:</p><p>o Questionários e Enquetes Ao Vivo: Utilização de ferramentas como Mentimeter</p><p>ou Kahoot para avaliar o conhecimento e manter o envolvimento.</p><p>o Quadros Brancos Virtuais: Uso de plataformas como o Miro ou o Jamboard para</p><p>atividades colaborativas.</p><p>8. Contextualização e Aplicação Prática:</p><p>o Exemplos Reais: Apresentação de casos práticos e aplicações reais dos conceitos</p><p>para tornar a aprendizagem mais relevante.</p><p>o Discussão de Tendências Atuais: Análise de notícias recentes e avanços</p><p>tecnológicos relacionados com a arquitetura de computadores.</p><p>METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Para monitorizar o progresso e avaliar a aprendizagem dos participantes, serão adotadas as</p><p>seguintes metodologias:</p><p>1. Avaliação Diagnóstica:</p><p>o Questionário Inicial: Breve avaliação no início da sessão para identificar o nível de</p><p>conhecimento prévio e adaptar a abordagem pedagógica.</p><p>10</p><p>2. Avaliação Formativa:</p><p>o Perguntas Diretas: O formador fará perguntas ao longo da sessão para verificar a</p><p>compreensão dos tópicos abordados.</p><p>o Atividades Interativas: Exercícios e quizzes durante a sessão para reforçar os</p><p>conceitos e fornecer feedback imediato.</p><p>3. Avaliação Prática:</p><p>o Projeto no Tinkercad: A atividade prática servirá como uma avaliação da</p><p>capacidade dos participantes em aplicar os conhecimentos teóricos de forma</p><p>prática.</p><p>o Critérios de Avaliação Claros: Serão definidos critérios específicos para avaliar o</p><p>projeto, como a correta montagem dos componentes e a funcionalidade do circuito.</p><p>4. Autoavaliação:</p><p>o Reflexão Individual: Os participantes serão encorajados a refletir sobre o que</p><p>aprenderam e identificar áreas para melhoria.</p><p>o Checklists: Fornecimento de listas de verificação para os participantes avaliarem o</p><p>seu próprio trabalho.</p><p>5. Avaliação por Pares:</p><p>o Partilha de Projetos: Os participantes apresentarão os seus projetos aos colegas,</p><p>recebendo feedback construtivo.</p><p>o Discussão em Grupo: Incentivo à análise crítica e colaboração para melhorar os</p><p>resultados.</p><p>6. Avaliação Sumativa:</p><p>o Questionário Final: Teste online no final da sessão para avaliar a assimilação dos</p><p>conhecimentos-chave.</p><p>o Análise de Resultados: Revisão das respostas para identificar padrões de</p><p>aprendizagem e áreas que possam necessitar de reforço.</p>