Sítio do Piropo

B. Piropo

08/1977

Interligando os elementos

 

Agora que sabemos que um computador nada mais faz além de processar os dados que neles introduzimos, já podemos dar um passo adiante e ampliar o nível de detalhes, decompondo-o nos principais elementos usados para cumprir sua função. O que é mais simples do que parece. Senão vejamos.

Os dados entram no computador através de dispositivos concebidos especificamente para tal fim, os dispositivos de entrada. O exemplo clássico de dispositivo de entrada é o teclado, mas há muitos outros, desde os mais óbvios como o mouse e canetas óticas, até os menos lembrados, como os microfones ou os monitores com telas sensíveis ao toque que acionamos com os dedos nos quiosques de informações de supermercados e shoppings.

Depois de processados, os dados são restituídos ao usuário através dos dispositivos de saída. O mais visível é o monitor, ou vídeo. Mas há outros, alguns evidentes como as impressoras, outros menos conspícuos, como os alto-falantes.

O trânsito de dados para dentro e para fora do computador é tão essencial para seu funcionamento que o número de dispositivos destinados a este fim é enorme. Um número que inclui ainda alguns dispositivos, como os modems, que cumprem ambas as finalidades e por isto são conhecidos como dispositivos de entrada e saída, já que tanto transferem dados brutos para o micro como dele recebem dados processados.

Os dispositivos de entrada e saída em geral situam-se do lado de fora (ou na periferia) de uma caixa metálica que contém os principais componentes do computador, denominada "gabinete". E por esta razão são também conhecidos por "periféricos".

Mas é dentro do gabinete que se abrigam os principais responsáveis pelo funcionamento do micro. O mais importante deles é a CPU (de "Central Processing Unit", ou unidade central de processamento), a alma do computador. É um microprocessador constituído por um circuito integrado extremamente complexo, capaz de interpretar e executar instruções. É a CPU que perfaz a tarefa fundamental do computador, ou seja, processa as informações. Tudo o mais é acessório. A CPU é tão importante que, nos micros da linha PC, define o tipo do computador. Por exemplo: quando alguém diz que seu computador "é um Pentium" ou "é um quatro-oito-meia", refere-se à CPU do micro (no caso, a dois microprocessadores fabricados pela Intel, respectivamente o Pentium e o i486, ). Na maioria dos computadores modernos, a CPU se localiza em uma grande placa de circuito impresso, a maior dentre as encontradas no interior do gabinete, conhecida por "placa-mãe" por ser a mais importante das placas que compõem o computador.

A CPU trabalha incessantemente recebendo dados, processando-os e devolvendo-os ao usuário. Mas ela o faz tão rapidamente que não seria prático fazê-la trocar dados diretamente com os periféricos. Por isto, também na placa-mãe, existem circuitos integrados cuja finalidade é armazenar provisoriamente os dados e informações utilizados pela CPU - além das instruções que formam o programa que está sendo executado. Estes circuitos constituem a "memória". Que serve ainda como uma espécie de área de "rascunho" usada pela CPU para armazenar resultados parciais. A memória age, então, como um intermediário entre a CPU e os dispositivos de entrada e saída: dados brutos são transferidos dos dispositivos de entrada para a memória, que os repassa à CPU no devido tempo. A CPU, por sua vez, após processá-los, os devolve à memória, que então os transfere para os dispositivos de saída.

No entanto a memória não se presta a armazenar grandes quantidades de dados por longos períodos. Para isto são utilizados os chamados "dispositivos de armazenamento". O dispositivo de armazenamento clássico é o disco rígido, mas há diversos outros tipos, que utilizam meios magnéticos, como os disquetes e as fitas magnéticas, ou meios não magnéticos, como os discos tipo CD-ROM. Evidentemente, como os dados são transferidos para os dispositivos de armazenamento pelo computador e, no momento de sua utilização, são transferidos de volta para ele, em princípio todo dispositivo de armazenamento é também um dispositivo de entrada e saída (ou apenas de entrada, como no caso dos drives de CD-ROM, que não podem ser escritos mas apenas lidos).

Note que tanto a memória quanto os dispositivos de armazenamento servem para guardar dados que podem ser recuperados mais tarde. Por esta razão há quem os agrupe em uma única e ampla categoria denominada "memória" e, para distinguir a memória propriamente dita dos dispositivos de armazenamento, denominem estes últimos de "memória de massa". Porém chips de memória e discos rígidos são de natureza tão dessemelhante que eu prefiro inclui-los em diferentes categorias. Então, quando utilizarmos o termo "memória", estaremos nos referindo a um conjunto de chips (circuitos integrados) situados na placa-mãe, capaz de trocar dados rapidamente com a CPU e geralmente usado para armazenar dados por períodos relativamente curtos (com a exceção da chamada memória ROM, que discutiremos mais tarde, e que armazena dados permanentemente, mas que não permite alterá-los). Já quando utilizarmos a expressão "dispositivos de armazenamento" estaremos nos referindo a dispositivos destinados ao armazenamento permanente - ou, ao menos, de longo prazo - de dados, um tipo de dispositivo que, ao contrário da memória (valendo novamente a exceção da memória ROM), preserva seu conteúdo mesmo durante os períodos que o computador está desligado.

Dispositivos de entrada e de saída, CPU, memória e dispositivos de armazenamento se constituem nos cinco principais componentes de um microcomputador. Além deles, cabe mencionar apenas mais dois elementos essenciais: a fonte de alimentação e o barramento.

A fonte de alimentação é um dispositivo claramente acessório, já que não participa do processamento nem maneja, transporta ou armazena dados. Mas sem ela o micro não funciona, já que fornece a energia elétrica indispensável ao acionamento dos componentes e dispositivos eletro-eletrônicos. Situada no interior do gabinete mas não integrada à placa-mãe (nos micros de mesa tem a forma de uma caixa metálica fechada presa à parte traseira do gabinete), a fonte de alimentação é constituída por um conjunto de circuitos eletrônicos cuja função é receber energia elétrica da rede pública sob a forma de corrente alternada e transformá-la em corrente contínua nas diversas tensões exigidas pelos componentes do computador. Toda fonte de alimentação moderna contém circuitos estabilizadores destinados a evitar que a tensão fornecida oscile quando a tensão da entrada sofre variações, o que dispensa o uso de dispositivos externos destinados a tal fim (ou seja: no caso dos microcomputadores modernos, os chamados "estabilizadores de voltagem" tão comuns são uma completa inutilidade). Os novos computadores portáteis ("notebooks"), no lugar da fonte de alimentação, utilizam uma bateria recarregável cuja natureza é diferente, mas cuja função é rigorosamente a mesma da fonte de alimentação convencional.

Finalmente, o barramento. Cuja função é interligar todos os demais componentes envolvidos no processamento, transportando entre eles dados e sinais de controle sob a forma de impulsos elétricos. Portanto, reduzido à expressão mais simples, o barramento não passaria de um conjunto de condutores elétricos (geralmente sob a forma de riscos metálicos paralelos nas placas de circuito impresso) destinados a transportar estes dados e sinais. Na prática, porém, o barramento é mais que isto, já que inclui ainda alguns circuitos integrados destinados a controlar o fluxo destes dados (o "ritmo" com que os pulsos transitam nos condutores), que por sua vez leva em conta o número de bits transportados simultaneamente e o tipo de sinais de controle e pode incluir funções bastante elaboradas como o busmastering. Por esta razão o barramento na verdade é um elemento razoavelmente complexo e de grande influência no desempenho final do computador, havendo barramentos de diversos tipos (os mais comuns nos micros modernos são o ISA e o PCI). Os circuitos de controle do barramento fazem parte de um conjunto de circuitos integrados auxiliares situados na placa-mãe e conhecidos coletivamente como "chipset". E do barramento fazem ainda parte os chamados "slots" onde se encaixam as placas controladoras dos dispositivos externos.

Pronto. Agora que você já sabe quais são seus elementos básicos, já percebeu que seu computador é um negócio mais simples do que parece. Trata-se apenas de um conjunto de dispositivos de entrada que alimenta de dados uma CPU que os processa e os devolve através de dispositivos de saída. A CPU, por sua vez, enquanto executa o processamento, utiliza-se de um conjunto de chips denominado memória para armazenar temporariamente estes dados. E para guardá-los por um tempo mais longo, preservando-os mesmo enquanto a máquina estiver desligada, usa os dispositivos de armazenamento. Para que os dados possam fluir, tudo isto (CPU, memória, dispositivos de armazenamento, de entrada e de saída) é interligado pelo "barramento", um conjunto de condutores elétricos controlados por circuitos integrados. E para que a coisa possa funcionar, os circuitos da placa-mãe e os demais dispositivos situados dentro do gabinete são alimentados pela fonte de alimentação.

Ou seja: seu computador não passa de cinco elementos (ou conjunto de elementos) interligados por um barramento e alimentados por uma fonte de alimentação. Eu não disse que era simples?

B. Piropo