Processamento Paralelo e Threads

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TECNOLOGIA EM GESTÃO DA TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO 
 
 
 
 
 
Deyvid Evangelista da Silva 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO INTEGRADO SÍNTESE – TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO 
PORTFOLIO INDIVIDUAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2024 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO INTEGRADO SÍNTESE – TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO 
PORTFOLIO INDIVIDUAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de portfólio apresentado como requisito 
parcial para a obtenção de média bimestral na 
disciplina de projeto integrado síntese – tecnologia 
da informação. 
 
 
 
 
 
 
PROPRIÁ-SE 
2024 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
INTRODUÇÃO ...........................................................................................4 
TAREFA 1 ..................................................................................................5 
TAREFA 2 ..................................................................................................9 
TAREFA 3 ................................................................................................12 
TAREFA 4 ................................................................................................12 
CONSIDERAÇÕES ..................................................................................14 
REFERÊNCIAS ........................................................................................15 
 
 
 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
 
Neste presente instrumento de trabalho iremos ver no que se diz respeito 
a uma ideia de um projeto. Iremos pautar e conceituar cada um dos tópicos pertinentes 
ao assunto em questão tendo como base aspectos vivenciados em sala de aula para 
um melhor discorrer do presente certame, contudo iremos ver conceitos no que diz 
respeito a definição de thread, um importante componente no processador na qual diz 
respeito muito a velocidade da máquina quanto mais thread mais clock maior 
capacidade de processamento e o computador fica um foguete. 
 
 
 
 
 
 
 
TAREFA 1 
 
 
Diversos setores da indústria recorrem ao processamento paralelo para 
resolver cálculos complexos. Esse método usa o hardware de computadores para 
dividir as tarefas em segmentos menores e reduzir o tempo necessário para concluir 
um determinado trabalho. Abaixo, vou te explicar o que é processamento paralelo, 
como funciona e mostrar em quais áreas ele consegue ser útil. 
Processamento paralelo é um método da área da computação que permite 
que dois (ou mais) processadores de um computador sejam usados para trabalhar em 
partes separadas de uma tarefa. Dessa forma, é possível diminuir o tempo gasto na 
resolução do problema. Normalmente, esse método é usado por cientistas da 
computação em trabalhos que exigem a leitura e solução de cálculos complexos. Ao 
contrário do que parece, qualquer computador que tenha mais de um núcleo pode 
fazer processamento paralelo, desde que esteja aliado a outras máquinas. 
Com o auxílio de um software específico, o cientista da computação 
consegue dividir o trabalho em várias partes, atribuindo cada “pedaço” a um 
processador. Após cada um resolver suas atribuições, os dados são reagrupados para 
exibir uma solução ou executar uma tarefa. Nesse método, os processadores também 
contam com um software de comunicação. Assim, eles conseguem ficar em sincronia 
quanto as alterações nos valores dos dados e, no final do processo, podem entregar 
informações precisas. 
 SIMD: usa dois (ou mais) processadores de um computador para executar o 
 
mesmo conjunto de instruções, com cada chip lidando com dados diferentes; 
 
 MIMD: cada processador do computador tem dados de fluxos separados; 
 
 MISD: cada processador usa um algoritmo diferente com os mesmos dados de 
 
entrada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Autor 
 
Em uma arquitetura multithread, os threads são mapeados em contextos 
de hardware, que incluem registradores, bits de estado e contador de intruções (PC). 
Cada contexto representa um thread que pode ser executado, aguardando apenas 
uma chance de ser executado. Por limitações de hardware, nem todos os threads 
estarão mapeados em um contexto de hardware. Apesar da grande melhoria de 
desempenho, arquiteturas multithread são mais caras e complexas que as 
arquiteturas tradicionais de alto desempenho. 
Na tentativa de diminuir o tempo gasto na criação/eliminação de 
(sub)processos, bem como economizar recursos do sistema como um todo, foi 
introduzido o conceito de thread. Em um ambiente de múltiplos threads (multithread), 
não é necessário haver vários processos para se implementar aplicações 
concorrentes. No ambiente multithread, cada processo pode responder a várias 
solicitações concorrentemente ou mesmo simultaneamente, se houver mais de um 
processador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Autor 
 
 
O desenvolvimento de aplicações multithread não é simples, pois exige que 
a comunicação e o compartilhamento de recursos entre os diversos threads sejam 
feitos de forma sincronizada, para evitar problemas de inconsistências e deadlock. 
Além das dificuldades naturais no desenvolvimento de aplicações paralelas, existe 
também o problema de sua depuração. Um fator importante em aplicações multithread 
é o número de threads da aplicação e como são criados e eliminados. Se uma 
aplicação cria um número excessivo de threads poderá ocorrer um overhead no 
sistema, gerando uma queda de desempenho. 
Os multicores sugiram com o intuito de manter o alto desempenho de 
processamento das máquinas sem ter que investir em seus resfriamentos, devido ao 
aquecimento causado pela alta velocidade e frequência que as instruções eram 
processadas pela CPU. 
Vantagens 
 
Além da notável diferença em poder de processamento, os processadores 
de múltiplos núcleos têm uma grande vantagem sobre os antigos processadores: 
várias tarefas podem ser realizadas ao mesmo tempo. E não para por aí, os 
processadores multicore esquentam muito menos do que processadores antigos, pois 
cada núcleo trabalha em uma velocidade menor e consequentemente produz menos 
calor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Autor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Hoje em dia, os melhores processadores estão sendo projetados em 
diversas formas, tamanhos e com vários orçamentos. Dentre eles destacaremos os 
mais atuais. 
 
 
Intel Core i9 10900 
 
 
 Dimensões: 12 x 7 x 10 cm 
 
 Peso: 299 g 
 
 Arquitetura: Comet Lake S 
 
 Soquete: FCLGA1200 
 
 Núcleos/Threads: 10/20 
 
 Frequência base: 2,80 GHz 
 
 Frequência máxima: 5,20 GHz 
 
 Velocidade do barramento: 8 GT/s 
 
 
 
 
 
 
 
 Litografia: 14 nm 
 
 Memória cache: 20 MB 
 
 
AMD Ryzen 9 3900X 
 
 
 Dimensões: 4 x 4 x 0,6 cm 
 
 Peso: 45,4 g 
 
 Arquitetura: Zen 2 
 
 Soquete: AM4 
 
 Núcleos/Threads: 12/24 
 
 Frequência base: 3,80 GHz 
 
 Frequência máxima: até 4,60 GHz 
 
 Velocidade do barramento: 3200 MHz 
 
 Litografia: 7 nm 
 
 Memória cache: até 64 MB 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TAREFA 2 
 
 
O Windows é um dos sistemas operacionais mais reconhecidos e utilizados em 
todo o mundo, desenvolvido pela gigante da tecnologia, Microsoft. Desde o seu 
lançamento inicial em 1985, o Windows tem sido uma parte integral da experiência de 
computação para milhões de usuários, tanto em ambientes domésticos quanto 
empresariais. 
Uma das características mais distintivas do Windows é sua interface gráfica de 
usuário, que oferece uma experiência intuitiva e familiar para uma ampla gama de 
usuários. Com o lançamento do Windows 10, a Microsoft introduziu várias melhorias 
significativas, incluindo o retorno do menu Iniciar, a integração da assistentevirtual 
Cortana e uma série de recursos de segurança aprimorados. 
Além da interface de usuário, o Windows é amplamente elogiado por sua 
 
compatibilidade com uma vasta gama de hardware e software. Isso significa que os 
 
 
 
 
 
 
 
usuários podem escolher entre uma variedade de dispositivos e aplicativos que melhor 
atendam às suas necessidades individuais. Seja para jogos, trabalho ou 
entretenimento, o Windows oferece uma infinidade de opções para personalizar e 
otimizar a experiência do usuário. 
No entanto, o Windows não está isento de críticas. Algumas preocupações 
comuns incluem questões de privacidade de dados, como a coleta de informações do 
usuário pela Microsoft, e a dependência de atualizações frequentes que podem 
interromper a produtividade do usuário. Além disso, os custos de licenciamento para 
instalações empresariais podem ser uma consideração importante para algumas 
organizações. 
Apesar dessas preocupações, o Windows continua sendo uma escolha popular 
e confiável para milhões de usuários em todo o mundo. Com seu histórico de inovação 
e sua ampla base de suporte, é provável que o Windows continue sendo uma parte 
integrante do cenário de computação global por muitos anos. 
 
 
macOS: 
 
O macOS é o sistema operacional desenvolvido pela Apple exclusivamente 
para seus computadores Mac. Desde sua introdução inicial em 2001, o macOS tem 
sido elogiado por sua elegância, estabilidade e integração perfeita com outros 
dispositivos da Apple. 
Uma das características mais distintivas do macOS é sua interface de usuário 
intuitiva e elegante. Com recursos como o Launchpad, Mission Control e o sistema de 
gestos do trackpad, os usuários podem navegar facilmente entre aplicativos e espaços 
de trabalho, tornando a experiência de computação fluida e eficiente. 
Além da interface de usuário, o macOS é amplamente valorizado por sua 
integração profunda com outros dispositivos da Apple. Com recursos como Handoff, 
Continuity Camera e AirDrop, os usuários podem facilmente transferir arquivos, iniciar 
tarefas em um dispositivo e continuar em outro, e até mesmo fazer chamadas e enviar 
mensagens de texto diretamente do computador. 
Outra vantagem significativa do macOS é sua estabilidade e segurança. A 
Apple fornece atualizações regulares para manter o sistema operacional atualizado e 
protegido contra ameaças de segurança, garantindo uma experiência de computação 
tranquila e confiável para os usuários do Mac. 
 
 
 
 
 
 
 
No entanto, o macOS também tem suas limitações. Uma das preocupações 
comuns é a disponibilidade limitada de software em comparação com o Windows, 
especialmente em áreas como jogos e aplicativos empresariais. Além disso, os preços 
relativamente altos dos dispositivos Mac podem ser um obstáculo para alguns 
usuários. 
Apesar dessas preocupações, o macOS continua sendo uma escolha popular 
entre os entusiastas da Apple e profissionais criativos que valorizam a estabilidade, a 
integração e o design elegante do sistema operacional. 
 
 
Linux: 
 
O Linux é um sistema operacional de código aberto baseado no kernel Linux, 
distribuído em várias formas, conhecidas como distribuições. Desde seu lançamento 
inicial em 1991, o Linux ganhou uma enorme popularidade e é amplamente elogiado 
por sua liberdade, flexibilidade e segurança. 
Uma das características mais distintivas do Linux é sua capacidade de 
personalização. Com uma ampla variedade de ambientes de desktop, como GNOME, 
KDE e Xfce, os usuários podem ajustar o sistema operacional de acordo com suas 
preferências individuais e requisitos específicos de uso. Além disso, o Linux oferece 
uma vasta seleção de aplicativos gratuitos disponíveis através de seus sistemas de 
gerenciamento de pacotes, como apt (para distribuições baseadas em Debian) e yum 
(para distribuições baseadas em Red Hat). 
Outra vantagem significativa do Linux é sua estabilidade e segurança. Como 
um sistema operacional de código aberto, é constantemente revisado e aprimorado 
pela comunidade de desenvolvedores em todo o mundo, o que resulta em 
atualizações regulares para corrigir vulnerabilidades e melhorar o desempenho do 
sistema. 
Além disso, o Linux é amplamente utilizado em servidores, supercomputadores 
e dispositivos embarcados devido à sua confiabilidade e escalabilidade. Empresas 
como Google, Amazon e Facebook dependem do Linux para alimentar seus serviços 
online, destacando sua importância no cenário da computação moderna. 
Embora o Linux seja mais comumente associado a usuários avançados e 
desenvolvedores, ele está se tornando cada vez mais popular entre os usuários 
domésticos, especialmente aqueles que buscam uma alternativa gratuita e de código 
aberto aos sistemas operacionais comerciais mais tradicionais. 
 
 
 
 
 
 
 
Em resumo, o Windows é valorizado por sua compatibilidade e familiaridade, o 
macOS é elogiado por sua estabilidade e integração com outros dispositivos da Apple, 
enquanto o Linux é conhecido por sua liberdade, segurança e flexibilidade. A escolha 
entre esses sistemas operacionais dependerá das preferências individuais e das 
necessidades específicas de cada usuário ou organização. 
 
 
 
TAREFA 3 
Tabela A 
 
A B ¬(A∧B) ¬A∧B ¬(¬A∧B) ¬(A∨¬B) 
V V F F V F 
V F V F F V 
F V V F F F 
F F V V V V 
 
 
 
Tabela (b) 
 
A 
 
 
B 
 
 
A ∧ (B ⟶ A) 
V V V 
V F V 
F V F 
F F F 
 
 
 
 
 
TAREFA 4 
#include 
void inserir(int a[]) { 
int i = 0; 
 
for(i = 0; i