Um computador. Claro, ué. Qualquer um sabe o que é, certo? Só muda a linguagem (não a linguagem de programação, mas a falada mesmo). Um adolescente que ouve RBD e não perde Malhação um só dia vai dizer:
- Cara, é um troço que tem um monitor em cima ou do lado, e que a gente usa pra imprimir os trabalhos da escola.
Um estudante de vestibular vai dizer:
- Cara, é um troço que tem um monitor em cima ou do lado, e que a gente liga no fio do Velox pra poder pesquisar os assuntos q vão cair no vestibular.
E um engenheiro de computação vai dizer:
- Cara, é um troço que tem um monitor em cima ou do lado, e eu tô afim de um com 2Gb de RAM, HD de 180Gb, memória cache de 2Mb, processador Athlon 64 com núcleo duplo, placa-mãe off-board com slot pci express 16x, 6 portas usb 2.0, saída de vídeo DVI, placa de rede 10/100/1000, interface Bluetooth, e o gabinete tem que ser preto pra sujar menos.
O fato é que um PC (Personal Computer, ou Computador Pessoal) é um "troço" bem mais sofisticado do que parece.
Um PC geralmente é composto de vários módulos que, trabalhando em conjunto, respondem por tarefas que, aos nossos olhos, parecem simples: acesso à internet, cálculo da folha de pagamentos da empresa, tocar músicas, etc. Os módulos mais conhecidos (e necessários) são:
- Monitor de vídeo
- Teclado
- Mouse
- Computador
Na verdade, "computador" aqui se refere àquela caixa (gabinete) onde a gente encontra, por exemplo, o botão de liga/desliga ou a unidade gravadora de cd's.
O teclado e o mouse, assim como alguns dispositivos que não são essenciais ao funcionamento do PC - como Joystick, Scanner, etc -, são chamados de dispositivos de entrada de dados. Sua função é receber comandos do usuário, na forma de letras e números (teclado) ou movimentos e cliques (mouse) e processá-los, repondendo de forma adequada.
O monitor de vídeo é chamado de dispositivo de saída. (Outros exemplos de dispositivos de saída são a impressora e as caixas de som.) Sua função é mostrar o resultado do processamento dos comandos do usuário para o próprio usuário, na forma de imagens (monitor e impressora), sons (caixas de som), etc.
Simples assim? Nem tanto.
Dentro do computador (aquela caixinha de mais ou menos uns 40 centímetros de altura e que pode ser preta, branca ou bege, e até colorida e com luzinhas!) há um sistema extremamente complexo trabalhando a todo vapor.
É como uma grande fábrica: os comandos do usuário são a matéria-prima, o computador é a fábrica em si e as informações na tela do monitor são o produto final.
Mas como é que o computador funciona por dentro?
Acho que essa pergunta demoraria alguns anos - e milhares de posts - pra ser respondida por completo (isso na melhor das hipóteses).
O funcionamento do computador pode ser explicado de várias formas, mas uma visão simplificada pode facilitar bastante seu entendimento. Vamos começar dividindo um computador em peças menores e explicando-as separadamente; depois a gente junta tudo e vê no que dá...
Placa-mãe
A "placa-mãe" é uma placa na qual são instalados os diversos componentes que trocam informações entre si dentro do computador, como a CPU (Unidade Central de Processamento), as memórias RAM e ROM, as interfaces de teclado e mouse, interfaces serial, paralela e USB, além de encaixes (slots) para a instalação das placas de vídeo, som, modem, entre outras.
As placas-mães podem ser do tipo on-board e off-board. A diferença entre elas é que as placas do tipo on-board possuem embutidas em seus próprios circuitos as placas de vídeo, som, modem e/ou rede. Sua vantagem é o preço mais baixo; no entanto, quando uma dessas placas embutidas (por exemplo, a placa de som) queima ou dá defeito, não há como trocá-la. A única solução neste caso é trocar toda a placa-mãe.
Placas de vídeo, som, rede e modem
As placas de vídeo e som são, basicamente, pequenas placas com circuitos eletrônicos responsáveis por gerar sinais de imagem e som, respectivamente, a partir de dados digitais gerados pelo computador.
A placa de rede recebe e envia dados de e para o computador, a partir de outros computadores ou redes de computadores. No caso dos modems, dados também são enviados e recebidos, mas neste caso eles são MOdulados ou DEModulados (daí o nome "modem") para viajarem através de uma linha telefônica.
CPU - Unidade Central de Processamento
É bastante provável que você já tenha ouvido falar desse termo. Mas ele é muitas vezes usado de forma errada; é comum ver técnicos de grandes lojas de informática usando-o para se referir, na verdade, ao conjunto: placa-mãe / memória / CPU / placas de vídeo,som e rede / drive de CD ou DVD / HD / etc.
Na verdade, a CPU (ou "processador") é um componente eletrônico cuja função é receber dados - para simplificar, vamos assumir que esses dados são simples números - e processá-los. Em outras palavras, a CPU é o cérebro do computador.
"Processar", neste caso, significa manipular esses dados, fazendo operações como somas, multiplicações, divisões, etc. A CPU executa essas operações através de instruções que ela recebe de um programa de computador.
Exemplo: quando você abre o Word para digitar um documento, ele passa a enviar, milhões ou até bilhões de vezes por segundo, instruções para a CPU do seu computador, perguntando que letra o usuário digitou, qual a fonte que ele está usando, qual o tamanho da tabulação, em que página do documento a edição está, etc...
(Todas essas informações são representadas pelo computador em formas de "bits". "bits" são, basicamente, estados elétricos do tipo "ligado/desligado", comumente representados por 1's e 0's. Combinando-se bits, pode-se formar todo tipo de representação numérica e textual possível. Um discussão mais profunda sobre este assunto pode ser tomada em outro artigo.)
Tudo é feito de modo tão rápido que parece ser instantâneo. Voltando ao exemplo do Word, se o você digita a expressão "Olá!" no seu teclado, em fração de fração de fração de segundo ela será enviada para o computador na forma de um conjunto de bits, que será por sua vez processado pela CPU e transformado em informação visual, sendo impresso na tela do seu PC (e, se desejado, na sua impressora) na fonte, tamanho e estilo que escolher.
Memória
Mas onde é que o computador armazena os dados antes e depois de processá-los?
Basicamente, há dois tipos de memória dentro de um computador: a memória volátil e a memória não-volátil.
Memória volátil
A memória volátil consiste, geralmente, numa pequena placa com alguns chips eletrônicos que possuem a capacidade de guardar dados. Ela é chamada de memória volátil porque, assim que o computador é desligado, os dados são perdidos. Ou seja: ela armazena dados apenas enquanto o computador estiver ligado.
A memória volátil é também chamada de memória RAM (Random Access Memory). Ela é utilizada pela CPU para armazenar o estado dos programas que estão sendo executados. Exemplo: você está com o Word aberto e resolve abrir também o Excel, para editar uma planilha de custos para a sua empresa. A CPU terá de pedir para o Word parar de mandar instruções, para que ela possa atender ao Excel. Para não perder informações como o número da página que está sendo editada no momento e o próprio texto digitado, o Word salva essas informações na memória RAM.
Quando você terminar de editar sua planilha e clicar com o mouse na janela do Word, a CPU irá recuperar essas informações da memória RAM e o programa voltará a ser executado a partir do ponto onde parou.
Memória não-volátil
Mas suponha agora que você não tenha terminado de editar seu documento e, por isso, ainda não possa imprimí-lo, mas já esteja muito tarde e você precise desligar o computador e ir dormir. Você então clica no menu "Salvar Documento" do Word. Ao fazer isso, você está pedindo para o Word pegar todas aquelas informações e colocá-las agora não na memória RAM, mas no disco rígido do seu PC. O disco rígido é um tipo de memória não-volátil; ela é assim chamada porque não perde os dados quando o computador é desenergizado.
Quando você ligar o seu PC no dia seguinte e quiser voltar a editar seu documento, bastará indicar ao Word em que arquivo ele foi salvo e ele será aberto exatamente do jeito que você o deixou no dia anterior.
Outro tipo de memória não-volátil é a chamada memória ROM (Read Only Memory). Ela consiste em um chip instalado na placa mãe, e armazena informações de fábrica relacionadas à configuração permanente do seu computador. Ela contém um pequeno programinha que é executado pelo computador no momento em que ele é incializado (boot); esse programa testa, configura e inicializa a placa-mãe e todos os dispositivos internos (placa de vídeo, modem, placa de som, memórias, etc) e externos (teclado, mouse, monitor de vídeo, etc) ligados ao computador. É esse programinha que faz aparecer aquele monte de siglas malucas e informações em inglês toda vez que ligamos o PC.
Memórias ROM não podem ser modificadas; elas têm seus dados gravados antes de saírem da fábrica. No entanto, utiliza-se uma combinação de memória ROM com uma pequena quantidade de memória RAM para que informações que não mudam com frequência (como o fuso-horário ou o modelo de disco rígido instalado) possam ser alteradas se for necessário. Para que as informações da memória RAM não se percam na desenergização do computador, uma pequena bateria recarregável é montada na placa-mãe. Quando o PC é desligado, o chip fica sendo alimentado pela bateria; quando ele é ligado, a bateria é recarregada pela fonte do computador.
Dispositivos de armazenamento removível
Às vezes queremos levar nossos dados conosco, seja para copiá-los para outro computador ou para mantê-los seguros caso sejam confidenciais, por exemplo.
Discos rígidos geralmente são montados dentro do computador, e não são fáceis de se retirar com freqüência. Para esse tipo de situação, dispositivos como gravadores de CD's e DVD's, Pen Drives e drives de disquete são utilizados para armazenamento removível de dados. Quando um CD/DVD/disquete é colocado no drive, ou quando um Pen Drive é plugado na interface USB do computador, esses dispositivos se comportam e são vistos como um disco rígido pelo computador. Após serem retirados, podem ser levados para outros lugares e inseridos/plugados em outros computadores, transportando os dados que neles estejam salvos.
Juntando as peças
Quando juntamos todas essas peças (de forma organizada, é claro), temos um poderoso sistema que pode nos ajudar das mais variadas formas.
Um médico pode utilizar seu computador para armazenar e editar diagnóstigos, prognósticos e informações pessoais de seus pacientes; já um administrador de empresas pode se valer de programas que calculem o balanço financeiro do mês e ainda tirem conclusões, automaticamente, sobre quais despesas devem ser cortadas; crianças e adolescentes podem utilizar o PC para jogos e lazer, mas também podem plugá-lo na Internet e começar a procurar aquela sugestão de leitura que sua mãe precisaria procurar lá do outro lado da cidade.
Enfim, um computador é basicamente uma máquina que nos ajuda a viver. E como ajuda!
- Cara, é um troço que tem um monitor em cima ou do lado, e que a gente usa pra imprimir os trabalhos da escola.
Um estudante de vestibular vai dizer:
- Cara, é um troço que tem um monitor em cima ou do lado, e que a gente liga no fio do Velox pra poder pesquisar os assuntos q vão cair no vestibular.
E um engenheiro de computação vai dizer:
- Cara, é um troço que tem um monitor em cima ou do lado, e eu tô afim de um com 2Gb de RAM, HD de 180Gb, memória cache de 2Mb, processador Athlon 64 com núcleo duplo, placa-mãe off-board com slot pci express 16x, 6 portas usb 2.0, saída de vídeo DVI, placa de rede 10/100/1000, interface Bluetooth, e o gabinete tem que ser preto pra sujar menos.
O fato é que um PC (Personal Computer, ou Computador Pessoal) é um "troço" bem mais sofisticado do que parece.
Um PC geralmente é composto de vários módulos que, trabalhando em conjunto, respondem por tarefas que, aos nossos olhos, parecem simples: acesso à internet, cálculo da folha de pagamentos da empresa, tocar músicas, etc. Os módulos mais conhecidos (e necessários) são:
- Monitor de vídeo
- Teclado
- Mouse
- Computador
Na verdade, "computador" aqui se refere àquela caixa (gabinete) onde a gente encontra, por exemplo, o botão de liga/desliga ou a unidade gravadora de cd's.
O teclado e o mouse, assim como alguns dispositivos que não são essenciais ao funcionamento do PC - como Joystick, Scanner, etc -, são chamados de dispositivos de entrada de dados. Sua função é receber comandos do usuário, na forma de letras e números (teclado) ou movimentos e cliques (mouse) e processá-los, repondendo de forma adequada.
O monitor de vídeo é chamado de dispositivo de saída. (Outros exemplos de dispositivos de saída são a impressora e as caixas de som.) Sua função é mostrar o resultado do processamento dos comandos do usuário para o próprio usuário, na forma de imagens (monitor e impressora), sons (caixas de som), etc.
Simples assim? Nem tanto.
Dentro do computador (aquela caixinha de mais ou menos uns 40 centímetros de altura e que pode ser preta, branca ou bege, e até colorida e com luzinhas!) há um sistema extremamente complexo trabalhando a todo vapor.
É como uma grande fábrica: os comandos do usuário são a matéria-prima, o computador é a fábrica em si e as informações na tela do monitor são o produto final.
Mas como é que o computador funciona por dentro?
Acho que essa pergunta demoraria alguns anos - e milhares de posts - pra ser respondida por completo (isso na melhor das hipóteses).
O funcionamento do computador pode ser explicado de várias formas, mas uma visão simplificada pode facilitar bastante seu entendimento. Vamos começar dividindo um computador em peças menores e explicando-as separadamente; depois a gente junta tudo e vê no que dá...
Placa-mãe
A "placa-mãe" é uma placa na qual são instalados os diversos componentes que trocam informações entre si dentro do computador, como a CPU (Unidade Central de Processamento), as memórias RAM e ROM, as interfaces de teclado e mouse, interfaces serial, paralela e USB, além de encaixes (slots) para a instalação das placas de vídeo, som, modem, entre outras.
As placas-mães podem ser do tipo on-board e off-board. A diferença entre elas é que as placas do tipo on-board possuem embutidas em seus próprios circuitos as placas de vídeo, som, modem e/ou rede. Sua vantagem é o preço mais baixo; no entanto, quando uma dessas placas embutidas (por exemplo, a placa de som) queima ou dá defeito, não há como trocá-la. A única solução neste caso é trocar toda a placa-mãe.
Placas de vídeo, som, rede e modem
As placas de vídeo e som são, basicamente, pequenas placas com circuitos eletrônicos responsáveis por gerar sinais de imagem e som, respectivamente, a partir de dados digitais gerados pelo computador.
A placa de rede recebe e envia dados de e para o computador, a partir de outros computadores ou redes de computadores. No caso dos modems, dados também são enviados e recebidos, mas neste caso eles são MOdulados ou DEModulados (daí o nome "modem") para viajarem através de uma linha telefônica.
CPU - Unidade Central de Processamento
É bastante provável que você já tenha ouvido falar desse termo. Mas ele é muitas vezes usado de forma errada; é comum ver técnicos de grandes lojas de informática usando-o para se referir, na verdade, ao conjunto: placa-mãe / memória / CPU / placas de vídeo,som e rede / drive de CD ou DVD / HD / etc.
Na verdade, a CPU (ou "processador") é um componente eletrônico cuja função é receber dados - para simplificar, vamos assumir que esses dados são simples números - e processá-los. Em outras palavras, a CPU é o cérebro do computador.
"Processar", neste caso, significa manipular esses dados, fazendo operações como somas, multiplicações, divisões, etc. A CPU executa essas operações através de instruções que ela recebe de um programa de computador.
Exemplo: quando você abre o Word para digitar um documento, ele passa a enviar, milhões ou até bilhões de vezes por segundo, instruções para a CPU do seu computador, perguntando que letra o usuário digitou, qual a fonte que ele está usando, qual o tamanho da tabulação, em que página do documento a edição está, etc...
(Todas essas informações são representadas pelo computador em formas de "bits". "bits" são, basicamente, estados elétricos do tipo "ligado/desligado", comumente representados por 1's e 0's. Combinando-se bits, pode-se formar todo tipo de representação numérica e textual possível. Um discussão mais profunda sobre este assunto pode ser tomada em outro artigo.)
Tudo é feito de modo tão rápido que parece ser instantâneo. Voltando ao exemplo do Word, se o você digita a expressão "Olá!" no seu teclado, em fração de fração de fração de segundo ela será enviada para o computador na forma de um conjunto de bits, que será por sua vez processado pela CPU e transformado em informação visual, sendo impresso na tela do seu PC (e, se desejado, na sua impressora) na fonte, tamanho e estilo que escolher.
Memória
Mas onde é que o computador armazena os dados antes e depois de processá-los?
Basicamente, há dois tipos de memória dentro de um computador: a memória volátil e a memória não-volátil.
Memória volátil
A memória volátil consiste, geralmente, numa pequena placa com alguns chips eletrônicos que possuem a capacidade de guardar dados. Ela é chamada de memória volátil porque, assim que o computador é desligado, os dados são perdidos. Ou seja: ela armazena dados apenas enquanto o computador estiver ligado.
A memória volátil é também chamada de memória RAM (Random Access Memory). Ela é utilizada pela CPU para armazenar o estado dos programas que estão sendo executados. Exemplo: você está com o Word aberto e resolve abrir também o Excel, para editar uma planilha de custos para a sua empresa. A CPU terá de pedir para o Word parar de mandar instruções, para que ela possa atender ao Excel. Para não perder informações como o número da página que está sendo editada no momento e o próprio texto digitado, o Word salva essas informações na memória RAM.
Quando você terminar de editar sua planilha e clicar com o mouse na janela do Word, a CPU irá recuperar essas informações da memória RAM e o programa voltará a ser executado a partir do ponto onde parou.
Memória não-volátil
Mas suponha agora que você não tenha terminado de editar seu documento e, por isso, ainda não possa imprimí-lo, mas já esteja muito tarde e você precise desligar o computador e ir dormir. Você então clica no menu "Salvar Documento" do Word. Ao fazer isso, você está pedindo para o Word pegar todas aquelas informações e colocá-las agora não na memória RAM, mas no disco rígido do seu PC. O disco rígido é um tipo de memória não-volátil; ela é assim chamada porque não perde os dados quando o computador é desenergizado.
Quando você ligar o seu PC no dia seguinte e quiser voltar a editar seu documento, bastará indicar ao Word em que arquivo ele foi salvo e ele será aberto exatamente do jeito que você o deixou no dia anterior.
Outro tipo de memória não-volátil é a chamada memória ROM (Read Only Memory). Ela consiste em um chip instalado na placa mãe, e armazena informações de fábrica relacionadas à configuração permanente do seu computador. Ela contém um pequeno programinha que é executado pelo computador no momento em que ele é incializado (boot); esse programa testa, configura e inicializa a placa-mãe e todos os dispositivos internos (placa de vídeo, modem, placa de som, memórias, etc) e externos (teclado, mouse, monitor de vídeo, etc) ligados ao computador. É esse programinha que faz aparecer aquele monte de siglas malucas e informações em inglês toda vez que ligamos o PC.
Memórias ROM não podem ser modificadas; elas têm seus dados gravados antes de saírem da fábrica. No entanto, utiliza-se uma combinação de memória ROM com uma pequena quantidade de memória RAM para que informações que não mudam com frequência (como o fuso-horário ou o modelo de disco rígido instalado) possam ser alteradas se for necessário. Para que as informações da memória RAM não se percam na desenergização do computador, uma pequena bateria recarregável é montada na placa-mãe. Quando o PC é desligado, o chip fica sendo alimentado pela bateria; quando ele é ligado, a bateria é recarregada pela fonte do computador.
Dispositivos de armazenamento removível
Às vezes queremos levar nossos dados conosco, seja para copiá-los para outro computador ou para mantê-los seguros caso sejam confidenciais, por exemplo.
Discos rígidos geralmente são montados dentro do computador, e não são fáceis de se retirar com freqüência. Para esse tipo de situação, dispositivos como gravadores de CD's e DVD's, Pen Drives e drives de disquete são utilizados para armazenamento removível de dados. Quando um CD/DVD/disquete é colocado no drive, ou quando um Pen Drive é plugado na interface USB do computador, esses dispositivos se comportam e são vistos como um disco rígido pelo computador. Após serem retirados, podem ser levados para outros lugares e inseridos/plugados em outros computadores, transportando os dados que neles estejam salvos.
Juntando as peças
Quando juntamos todas essas peças (de forma organizada, é claro), temos um poderoso sistema que pode nos ajudar das mais variadas formas.
Um médico pode utilizar seu computador para armazenar e editar diagnóstigos, prognósticos e informações pessoais de seus pacientes; já um administrador de empresas pode se valer de programas que calculem o balanço financeiro do mês e ainda tirem conclusões, automaticamente, sobre quais despesas devem ser cortadas; crianças e adolescentes podem utilizar o PC para jogos e lazer, mas também podem plugá-lo na Internet e começar a procurar aquela sugestão de leitura que sua mãe precisaria procurar lá do outro lado da cidade.
Enfim, um computador é basicamente uma máquina que nos ajuda a viver. E como ajuda!
