Nesta lição, estudaremos os principais conceitos da Arquitetura de Computadores, ou seja, faremos um estudo sobre a sua “anatomia”, como funcionam os seus hardware e software. Discutiremos como os componentes que compõem os computadores funcionam e se interligam.

Para iniciarmos, entenderemos melhor como funcionam o hardware e os aspectos da “anatomia” do computador. Por falar em anatomia, você também conhecerá o “coração” do computador, o processador, que é o principal componente de qualquer sistema operacional. 

Depois, veremos componentes muito importantes, como a placa-mãe, a qual é responsável por interligar o processador aos demais componentes, as placas de expansão e os principais periféricos.

Imagine um jogador de futebol que não conhece o campo onde ele jogará, não sabe onde fica a trave do gol do adversário, a arquibancada dos times, ou, até mesmo, qual tipo de bola será utilizado. Provavelmente, esse jogador conseguirá participar da partida e até seja possível que faça um bom trabalho. No entanto, o seu desempenho nem se comparará ao dos outros jogadores que estudaram o campo, o adversário e todos os detalhes da partida.

Da mesma forma acontece no exercício de qualquer profissão. Para atingir o destaque no trabalho, é necessário preparar-se e estudar as ferramentas de atuação exigidas pela profissão. Você conhece as peças que compõem um computador? Tem curiosidade de as conhecer? Espero que sim, pois é necessário explorar, detalhadamente, cada parte, tanto física (hardware) quanto sistêmica (software), com o intuito de acompanhar a evolução histórica desta área, que se desenvolve com tanta velocidade.

Por isso, nesta aula, fiz um resumo dos principais componentes do hardware, afinal, em sua atuação profissional, é importante que você consiga abrir um equipamento de informática e identifique os componentes. Faça este exercício, anote o que encontrar de diferente e questione o(a) professor(a). Bons estudos e boa prática!

O(a) profissional da área de Tecnologia da Informação deve conhecer a anatomia básica dos computadores modernos. Entender os princípios fundamentais do modelo de von Neumann, identificando os componentes básicos que são: CPU, memória, barramento e entrada/saída. Para contextualizar a importância do modelo de von Neumann, recomenda-se a leitura da biografia dele (disponível no link a seguir: www.ias.edu/scholars/von-neumann). 

Na Figura 1, você pode conhecer o próprio von Neumann, em frente ao computador IAS, em 1952.

Von Neumann foi um dos pioneiros da Ciência da Computação, fazendo contribuições significativas ao desenvolvimento do design lógico. Ele avançou a teoria dos autômatos celulares, defendeu a adoção do bit como uma medida da memória do computador e resolveu problemas na obtenção de respostas confiáveis de componentes de computador não confiáveis. 

A arquitetura idealizada por von Neumann é caracterizada pela possibilidade de uma “máquina digital” armazenar os programas no mesmo “espaço de memória” que os dados, você deve lembrar dessa referência que fizemos há algumas lições atrás. 

Atualmente, o modelo de Von Neumann foi aperfeiçoado para o modelo de Barramento de Sistema (MURDOCCA; HEURING, 2000). Este novo modelo é formado por Unidade Central de Processamento, memória, entrada e saída (E/S; Input/Output; E/O). Estes componentes estão conectados por meio de um barramento do sistema composto por barramento de dados, barramento de endereços e barramento de controle.

Os barramentos podem ser entendidos como um conjunto de fios agrupados por função. Um barramento de dados transporta bits de informação, enquanto os barramentos de endereços têm cada bit necessário para determinar o endereço onde a informação será lida ou escrita. Já o barramento de controle possui as informações que determinam se a operação será de leitura ou escrita.

Assim como von Neumann, você é capaz de apresentar importantes contribuições à história da computação. E, para começar esta trajetória, é importante conhecer a arquitetura dos computadores bem como os modelos que possibilitaram os avanços contínuos. Então, vamos lá? 

O termo “hardware” é utilizado em referência a detalhes específicos dos componentes do computador, incluindo informações detalhadas sobre o seu funcionamento, as suas restrições e potencialidades.

Placa-Mãe 

A placa-mãe é a placa que une todos os componentes de um computador, os permitindo funcionar de maneira organizada. O seu formato possibilita que todos os caminhos e redes que permitem a troca de informação se comuniquem entre eles: processadores, memórias, sistemas de armazenamento, placa de rede e tudo o mais. 

A Figura 3 exibe uma placa-mãe genérica. Observe, a seguir:

Veja, também, o que significa cada componente identificado pelas respectivas letras, na fotografia:

Memória

A memória é o componente responsável por armazenar as informações que o processador está utilizando no momento ou utilizará no futuro. Possui duas categorias: memória principal e memória secundária.

A memória principal, denominada RAM (Random Access Memory ou Memória de Acesso Randômico), é volátil, ou seja, ela só funciona quando o equipamento estiver alimentado por energia, toda vez que o computador é desligado, a memória é zerada, quando é ligado, ela começa a ser preenchida. 

A RAM é medida em bytes e os seus múltiplos (megabyte, gigabyte etc.). Quanto maior a quantidade disponível de RAM, maior é o número de programas (softwares) ou atividades que poderão ser utilizados, simultaneamente. Os “pentes” de memória RAM estão representados na Figura 3. Verifique a seguir.

A memória RAM pode ser de dois tipos: SRAM (Static Random Access Memory), que é mais rápida, no entanto tem maior custo e consome muita energia, por isso, é utilizada em pequenas quantidades, como cache; DRAM (Dynamic Random Access Memory), a qual é empregada como a memória principal do computador, permite que o seu conteúdo seja regravado milhares de vezes por segundo (refresh) para manter a informação.

Outro tipo de memória principal é a memória ROM (Read Only Memory ou Memória Somente de Leitura) que permite, apenas, a leitura de dados, mas não a escrita. As suas informações são gravadas pelo fabricante, uma única vez, e não podem ser alteradas ou deletadas, somente, acessadas. Também são conhecidas como memória principal não-volátil. A Figura 4, a seguir, ilustra um chip de memória ROM.

Os tipos de memória ROM são: 

A memória secundária é o local de armazenamento “permanente” do computador. Há vários tipos e modelos, e os principais dispositivos são os discos rígidos, discos de estado sólido, discos ópticos, disquetes, fitas de gravações, discos flexíveis e dispositivos de armazenamento removíveis, como o pendrive e os cartões de memória flash. A Figura 5, a seguir, ilustra os principais tipos de memórias secundárias utilizadas na atualidade.

Periféricos 

Os periféricos são os dispositivos que possibilitam fornecer a entrada e a saída dos dados e/ou informações.

Periféricos de entrada 

O teclado, representado na Figura 6, permite a digitação de caracteres alfanuméricos (letras, números e sinais gráficos), movimentação do cursor e teclas com funções especiais. O teclado comum brasileiro, ABNT e ABNT2, é dividido em blocos: controle, função, alfanumérico, numérico e movimentação.

O mouse é um dispositivo apontador do cursor. Ele permite guiar a seta bem como realizar operações (por exemplo, clicar, arrastar e rolar). Há diversos outros periféricos de saída, como: microfone, leitor de código de barras, GPS, mesa digitalizadora, webcam, scanner, joystick etc.

Periféricos de saída 

São responsáveis por permitir a visualização do processamento. É por meio deles que podemos visualizar o que “está acontecendo dentro do computador”. O mais comum é o monitor de vídeo, mas podemos citar, também, os diversos modelos e tipos de impressoras, caixas de som etc.

Existem dispositivos capazes de fornecer dados ao sistema e ao usuário nos mesmos componentes, são denominados Periféricos de entrada-e-saída: monitor touchscreen, joystick (controles de jogos) com funções de vibração e force feedback, modem etc.

Tipos de softwares 

O software é a parte lógica do computador, sem ele, o hardware não funciona. Podemos, de maneira simples, dizer que o software possibilita ao hardware “ganhar vida”, por meio de instruções transmitidas via programas de computador.

O principal software, em todo equipamento de tecnologia da informação, é o sistema operacional. Este software seria como uma conexão entre o hardware e os aplicativos, assim, toda vez que um programa precisa executar alguma função, o sistema operacional “faz a ponte” entre o hardware e o software. 

A Figura 7, a seguir, ilustra este processo.

Os principais sistemas operacionais utilizados são: Windows, Linux e Mac OS. Todos eles têm diversas versões e aplicações. Os dispositivos móveis (celulares, tablets etc.) possuem sistemas operacionais próprios, tais como: iOS, Android, Windows Phone etc.

Outra categoria de software são os aplicativos e/ou utilitários. Os primeiros são aqueles destinados a uma função específica: editores de texto, planilhas eletrônicas, editores de apresentação, navegadores de internet, editoração eletrônica, compactação de arquivos, banco de dados, leitores de documentos digitais, aplicativos comerciais e jogos.

Existem, ainda, os softwares empregados no desenvolvimento de outros softwares, são os chamados “linguagem de programação”. Ela é um programa que o profissional de TI, denominado programador, utiliza para compor as suas ideias e, posteriormente, um compilador ou interpretador as traduzem em uma linguagem cujo computador consiga executar (VELLOSO, 2004).

Nesta aula, abordamos alguns conceitos-chave das relações de funcionamento do computador: O hardware, que constitui a parte física (dispositivos, componentes eletrônicos, circuitos, placas etc.) e os conceitos introdutórios de software, o qual é a parte lógica (programas).

Agora, simularemos a montagem de um computador. Para isso, é necessário identificar bem como conhecer os componentes envolvidos. Acesse o site www.fgtec.com.br/monte-seu-computador e monte um equipamento ideal à sua atividade. Lembre-se que um equipamento de trabalho possui configuração diferente de um equipamento montado para jogos. Bom trabalho!