Fundamentos¶

Posição no corpus¶

Os fundamentos estabelecem as camadas de abstração exigidas pelos capítulos posteriores de arquitetura, kernel, compiladores, gráficos, redes e emulação.

matéria e modelos físicos
    ↓
ferramentas matemáticas exigidas pelo modelo físico
    ↓
carga, campo e potencial elétrico
    ↓
grandezas de circuito e leis de rede
    ↓
armazenamento de energia, transientes e comportamento AC
    ↓
sinalização de alta velocidade, ruído e alimentação
    ↓
eletrostática de semicondutores
    ↓
MOSFET e CMOS
    ↓
níveis lógicos e abstração booleana
    ↓
aritmética combinacional
    ↓
estado sequencial, clocks e células de memória
    ↓
representação
    ↓
complexidade
    ↓
estruturas de dados
    ↓
algoritmos de sistemas

Fundamentos físicos e elétricos¶

A sequência canônica é:

1. matéria, átomos e modelos físicos;
2. vetores e números complexos necessários posteriormente à análise de campos e circuitos;
3. carga, campo, potencial e energia;
4. tensão, corrente, resistência, energia e potência;
5. lei de Ohm, leis de Kirchhoff e análise de circuitos;
6. capacitância e indutância;
7. transientes RC, RL e RLC;
8. sinais AC, fase, frequência e impedância;
9. indução eletromagnética e transformadores;
10. linhas de transmissão e sinalização diferencial;
11. ruído, grounding e integridade de sinal;
12. power delivery, regulação e desacoplamento.

Esses tópicos definem as hipóteses físicas usadas depois para semicondutores e comportamento digital.

Fundamentos de semicondutores e lógica digital¶

A sequência de dispositivos é:

1. estrutura cristalina, bandas e dopagem;
2. junções p-n;
3. eletrostática do capacitor MOS;
4. MOSFET e CMOS;
5. delay e potência CMOS;
6. thresholds lógicos, fan-out e noise margins;
7. álgebra booleana;
8. sistemas numéricos binários;
9. lógica combinacional;
10. circuitos aritméticos;
11. lógica sequencial;
12. latches e flip-flops;
13. registradores, contadores e máquinas de estados;
14. temporização de clock;
15. SRAM e DRAM.

A transição entre faixas elétricas de tensão e estado booleano abstrato permanece explícita.

Representação e algoritmos¶

A sequência de fundamentos de software é:

1. matemática discreta: conjuntos, relações e funções;
2. prova, invariantes e indução;
3. representação de dados, layout e ponteiros;
4. complexidade algorítmica e modelos de custo;
5. recursão, recorrências e análise amortizada;
6. arrays, listas, stacks e queues;
7. hash tables;
8. trees, heaps e tries;
9. grafos e disjoint-set union;
10. bitmaps, rings e free lists;
11. sorting e searching;
12. algoritmos de grafos;
13. algoritmos de strings e parsing;
14. algoritmos implementados pelo ChrisOS.

Regra de dependência¶

Um capítulo posterior pode assumir um conceito somente quando:

• o conceito foi definido em capítulo curricular anterior;
• o próprio capítulo contém uma derivação local limitada e suficiente;
• o conceito aparece explicitamente como referência futura, sem ser tratado como conhecimento já estabelecido.

Essa regra elimina saltos implícitos entre abstrações físicas, matemáticas e de software.

Ligação com a implementação¶

A teoria fundamental é conectada à implementação atual na primeira fronteira adequada.

Um capítulo de fundamentos não afirma que o ChrisOS implementa diretamente o dispositivo físico subjacente.

Regra de evidência¶

Capítulos físicos e matemáticos distinguem:

• equações e definições normativas;
• hipóteses do modelo;
• exemplos numéricos ilustrativos;
• limites do modelo;
• consequências arquiteturais posteriores;
• ligação com o ChrisOS atual.

Afirmações vinculadas ao source são revision-bound. Afirmações de dispositivos físicos usam referências técnicas primárias, não inferências do código do kernel.