Curso de Hardware e Software

Aula 1 • Noções Básicas de Binário e Lógica Digital

Abrange sistemas numéricos, lógica booleana e portas lógicas como fundamento de toda a computação. Conecta a matemática abstrata ao comportamento físico dos circuitos.

Aula 2 • Identificação de Componentes de Hardware

Ensina a identificação e a função dos componentes físicos de um PC. Desenvolve competências práticas de reconhecimento necessárias para a montagem e resolução de problemas.

Aula 3 • Visão Geral da Arquitetura de Computadores

Apresenta o modelo de Von Neumann e os principais componentes arquiteturais. Fornece o enquadramento estrutural para todos os tópicos de hardware subsequentes.

Aula 4 • Camadas de Software e Abstração

Define as camadas de firmware, SO, middleware e aplicação. Mostra como cada camada abstrai a complexidade do hardware para o software de nível superior.

Aula 1 • Hierarquia de Memória Cache

Explica o design das caches L1, L2 e L3, os princípios de localidade e as políticas de substituição. Impacta diretamente as estratégias de otimização de software abordadas posteriormente.

Aula 2 • Pipeline e Paralelismo

Ensina riscos de pipeline, execução superscalar e processamento fora de ordem. Desenvolve a capacidade de avaliar o débito da CPU para além da velocidade de clock base.

Aula 3 • Métricas de Desempenho da CPU e Benchmarking

Apresenta IPC, CPI, frequência de clock e potência térmica de projeto como ferramentas de avaliação. Permite a seleção informada de processadores para cargas de trabalho específicas.

Aula 4 • Conjuntos de Instruções e Microcódigo

Abrange as filosofias RISC vs. CISC e a implementação de microcódigo. Explica como o design das instruções afeta o comportamento do compilador e a velocidade de execução.

Aula 1 • Tipos e Especificações de RAM

Abrange DRAM, SRAM, gerações DDR e memória ECC. Conecta a largura de banda e latência da memória ao desempenho da CPU discutido anteriormente.

Aula 2 • Otimização de Memória e Armazenamento

Aplica o conhecimento da hierarquia para ajustar o desempenho do sistema através de perfilagem e configuração. Faz a ponte entre a compreensão do hardware e as práticas de otimização ao nível do software.

Aula 3 • Mecânica e Desempenho do Disco Rígido

Abrange a geometria dos pratos, tempo de procura, latência rotacional e configurações RAID. Fornece contexto para escolher entre HDD e SSD em implementações sensíveis ao custo.

Aula 4 • Arquitetura de Unidade de Estado Sólido

Ensina tipos de NAND flash, nivelamento de desgaste e funções do controlador. Explica por que o desempenho do SSD degrada e como o firmware o mitiga.

Aula 1 • Subsistemas de Vídeo e Gráficos

Ensina a arquitetura da GPU, interfaces de vídeo e pipelines de renderização. Conecta o hardware gráfico ao software de driver e à gestão de ecrã do SO.

Aula 2 • Tratamento de Interrupções e DMA

Abrange linhas de pedido de interrupção, controladores de interrupção e acesso direto à memória. Explica como os periféricos de alta velocidade transferem dados sem envolvimento da CPU.

Aula 3 • Drivers de Dispositivo e Interfaces de Kernel

Explica a arquitetura de drivers, módulos de kernel e camadas de abstração de hardware. Mostra como o software comunica com dispositivos físicos através de interfaces padronizadas.

Aula 4 • Arquiteturas de Barramento de I/O

Examina PCIe, USB e padrões de barramento legados, incluindo largura de banda e topologia. Constrói o enquadramento para compreender a ligação de periféricos e a transferência de dados.

Aula 1 • Sistemas de Ficheiros e Gestão de Armazenamento

Ensina estruturas de sistemas de ficheiros, journaling e APIs de armazenamento do SO. Conecta o conhecimento do hardware de armazenamento à organização e fiabilidade dos dados ao nível do SO.

Aula 2 • Gestão de Processos e Threads

Abrange a criação de processos, estados, algoritmos de escalonamento e modelos de thread. Liga diretamente as capacidades do hardware da CPU às decisões de escalonamento do SO.

Aula 3 • Arquitetura do SO e Tipos de Kernel

Compara designs de SO monolítico, micronúcleo e híbrido com exemplos reais. Estabelece o contexto estrutural para todos os tópicos de gestão do SO subsequentes.

Aula 4 • Segurança e Controlo de Acesso do SO

Abrange níveis de privilégio, listas de controlo de acesso e técnicas de hardening do SO. Prepara os estudantes para configurar ambientes de SO seguros em hardware real.

Aula 1 • Configuração da BIOS/UEFI

Explica a sequência de POST, definições UEFI, ordem de boot e perfis XMP/EXPO. Conecta a configuração do firmware ao desempenho do hardware e à compatibilidade com o SO.

Aula 2 • Instalação do Sistema Operativo e Drivers

Orienta a instalação do SO, configuração de partições e implementação de drivers. Garante uma pilha de software totalmente funcional no hardware recém-montado.

Aula 3 • Validação do Sistema e Testes de Stress

Aplica ferramentas de diagnóstico para verificar a estabilidade, térmicas e linhas de base de desempenho. Confirma que o sistema montado cumpre as especificações antes da implementação.

Aula 4 • Procedimentos de Montagem Física

Abrange precauções de ESD, assentamento de componentes, aplicação de pasta térmica e gestão de cabos. Constrói hábitos de montagem seguros e repetíveis para ambientes profissionais.

Aula 1 • Resolução de Problemas de Rede e Periféricos

Abrange diagnósticos de conectividade, reversão de drivers e técnicas de isolamento de periféricos. Completa o conjunto de competências de resolução de problemas em todos os principais subsistemas.

Aula 2 • Metodologia de Resolução de Problemas

Introduz enquadramentos estruturados de resolução de problemas, incluindo dividir para conquistar e análise de causa raiz. Fornece um processo repetível aplicável a todos os tópicos de diagnóstico subsequentes.

Aula 3 • Diagnóstico de Falhas de Hardware

Abrange códigos de beep, falhas de POST, teste de troca de componentes e uso de multímetro. Constrói competências práticas para isolar rapidamente componentes de hardware avariados.

Aula 4 • Diagnóstico de Armazenamento e Memória

Aplica dados SMART, suites de teste de memória e ferramentas de reparação do sistema de ficheiros. Identifica condições de risco para os dados antes da falha catastrófica.

Aula 1 • Overclocking de CPU e Memória

Abrange ajuste de tensão, ajuste do multiplicador e validação de estabilidade para CPUs e RAM. Ensina a gestão de risco juntamente com técnicas de ganho de desempenho.

Aula 2 • Perfilagem e Identificação de Gargalos

Usa ferramentas de perfilagem de CPU, memória e I/O para localizar constrangimentos de desempenho. Estabelece uma linha de base baseada em dados antes de qualquer intervenção de ajuste.

Aula 3 • Ajuste ao Nível do SO e do Software

Aplica afinidade de escalonador, planos de energia e otimização de serviços para reduzir a sobrecarga do SO. Faz a ponte entre a capacidade do hardware e a configuração do software para o débito máximo.

Aula 4 • Ajuste de Desempenho de Armazenamento e I/O

Otimiza a profundidade da fila, os escalonadores de I/O e os parâmetros do sistema de ficheiros para cargas de trabalho alvo. Aplica diretamente o conhecimento da arquitetura de armazenamento em ganhos de desempenho mensuráveis.