Nesta lição, conheceremos a Arquitetura de Computadores e estudaremos os caminhos que os dados realizam para serem processados. Existem dois conceitos básicos: Organização e Arquitetura de equipamentos de informática. A arquitetura faz referência ao funcionamento do computador, sob o ponto de vista do desenvolvedor de software (programador ou analista em desenvolvimento), e possui impacto direto na execução lógica de um software. As unidades operacionais e suas interconexões são conteúdos abordados em Organização de Computadores; destes, também, trataremos nesta lição, vamos lá!

Você pode estar se perguntando: “por que estudar os componentes dos computadores?”. Saiba que é importante que profissionais da área da computação possuam conhecimentos básicos dos componentes que constituem um computador. 

Você conhece algum médico que não conhece o corpo humano? O estudante da área da computação, também, deve estudar e compreender os componentes de um computador, de forma similar a um estudante de medicina, que estuda os órgãos que constituem o corpo humano, quais as suas funções específicas e de que forma estão relacionados com o todo.

Saber como o computador funciona permite entender sua capacidade; por meio deste estudo, é possível compreender quais são seus componentes e qual a relação que se estabelece entre eles para formar um sistema.

Isso é tão importante, que há muito tempo atrás, em 1965, Gordon Earl Moore (co-fundador da maior fabricante de processadores do mundo, a Intel) disse algo que intrigou muita gente, mas acabou tornando-se o que chamamos de LEI DE MOORE. 

Não há como dizer que esta lei vá perpetuar por muito mais tempo, mas até agora ela tem sido válida. 

A área da Computação constitui um leque de opções. A Letícia, que acabou de se formar em um curso Técnico em Desenvolvimento de Sistemas, pode trabalhar como programadora, desenvolvedora, suporte, entre outras funções. Muitas empresas que vendem equipamentos de informática sob demanda possuem, entre seus funcionários, técnicos de informática, que é uma outra opção para Letícia. Trabalhando com isso, ela terá que apresentar capacidade para recomendar a melhor solução de software e hardware para seus clientes.

Se Letícia escolher esse caminho profissional, antes de recomendar ou vender um novo computador, ela deverá realizar um estudo sobre as necessidades específicas de cada cliente, pois nem sempre o equipamento mais sofisticado ou mais caro é o que atenderá à demanda específica do cliente. A opção deve ser fundamentada no tipo de uso desejado, porque o equipamento precisa de componentes que possam ser suficientes para realizar suas atividades.

Alguns itens devem ser pensados e refletidos com base no conhecimento técnico da área. Por exemplo, qual a principal finalidade do novo computador? Saber definir exatamente como esta questão impacta diretamente na escolha dos componentes. O computador dela, que é gamer, é destinado a jogos eletrônicos e exige um volume muito grande de memória RAM, de forma que a utilização de placa de vídeo dedicada é essencial. Já um equipamento para trabalhos como edição de texto pode ser mais simples, e existem diversas opções à venda que entregam desempenho suficiente.

Podemos conceituar um computador como uma máquina mista de partes eletromecânicas (hardware) e eletrônica com a capacidade de processar dados (coletar, manipular e disponibilizar). Para que o equipamento seja categorizado com computador, é necessário que tenha processador, dispositivos de entrada e saída (Input/Output) e memória de trabalho. 

O processador é o componente principal de qualquer computador, ele é também identificado como Unidade Central de Processamento ou Central Processing Unit (CPU), é o responsável por realizar as operações e controlar sua execução. A Figura 1, a seguir, ilustra o funcionamento do processador.

Agora, estudaremos alguns desses importantes componentes.

Barramentos

Constituem um conjunto de “fios” (linhas de comunicação) agrupados por funções distintas que possibilitam a interligação entre os componentes de hardware, como a CPU, as memórias, periféricos etc. Dividem-se em:

A Figura 2, abaixo, representa o modelo de barramento do sistema de computadores modernos.

Unidade Lógica e Aritmética

Este componente processa as informações por meio da realização de comparações e cálculos. É, também, denominada como ALU (do inglês arithmetic logic unit, ou seja, unidade lógica e aritmética). Seu objetivo é receber dados no formato binário, armazenados em memória, e executar operações lógicas e aritméticas sobre eles. A Figura 3, a seguir, ilustra uma Unidade Lógica e Aritmética.

Registradores

Caracterizam-se como posições de memória, funcionando no processador; eles são responsáveis por guardar, provisoriamente, os dados processados e as informações de controle que são necessárias para o processamento. São classificados como:

Unidade de controle (UC)

A Unidade de Controle do processador é o componente que realiza a interpretação das instruções executadas pelo computador, pela transferência de instruções e dados para dentro e fora da CPU. Ela controla as ações realizadas pelo computador, garantindo a correta manipulação dos dados e execução dos softwares.

Memória Principal e Secundária

São todos os componentes que possibilitam o computador gravar dados, temporariamente ou permanentemente. São categorizadas em dois grandes grupos:

Controladores de entrada e de saída

Também, denominadas como Interfaces, são componentes físicos (hardwares) que realizam a gestão dos dispositivos de Entrada e Saída. Portanto, servem de ligação entre o Sistema Operacional e os dispositivos periféricos de entrada e saída.

Encapsulamentos

Encapsulamento de memória é o que dá forma e formato físico aos chips de memória. É a parte final da fabricação de dispositivos semicondutores, quando a memória é transformada em um produto comercial: o chip.

Saber escolher um processador certo para um computador, que fará a execução de determinadas rotinas da empresa, é muito importante. Imagine uma empresa que dependa de rotinas específicas executadas, diuturnamente, em determinado equipamento sem poder falhar. Dependendo do tipo de uso desejado e do software e hardware disponíveis, adquirir um processador errado significa pagar a mais sem necessidade ou mesmo limitar o desempenho do computador.

Compreender quais componentes são essenciais e como eles estão relacionados impacta, diretamente, no desempenho da sua profissão. Portanto, entender a arquitetura do computador faz toda a diferença!