Arquitetura de Computadores

Nos dias atuais, a utilização de desktop, notebook, smartphones, tablets, servidores entre outros é indispensável, o mundo está informatizado e para isso precisamos dos computadores. Mas uma pergunta importante é: Como é a arquitetura e organização dos computadores? É sobre isso que vamos falar um pouquinho hoje.Primeiro, a função básica do computador é receber dados, processá-los e apresentá-los de forma que possamos entender.

Para que sua função básica seja efetiva, um computador destes componentes:

• CPU: Processador, responsável pelo processamento dos dados;
• Memória Principal RAM: Auxilia na guarda e no acesso de dados necessários para o processamento;
• Entrada e saída;
• Sistema de interconexão: Barramento;
• Placa-mãe: placa que conecta todos os componentes;
• Armazenamento de dados: Disco rígidos e SSD;
• BIOS ou UEFI;
• Sistema operacional: Windows, Linux, macOS.

Cada um destes componentes tem suas funcionalidades específicas e importantes dentro de um computador. E a partir deste ponto, mostraremos um pouco mais o que cada componente faz e como ele é:

A CPU (Central Processing Unit) é o componente principal de um computador, ele é responsável por todos os cálculos e processamento, estes por sua vez, podem ser "unicore" e contém apenas um core (um núcleo) ou multicores (múltiplos núcleos).Em um core (núcleo) tem em sua composição:

• UC (Unidade de Controle), responsável por dizer o que será executado naquele momento, controlando a operação do processador;
• ULA (Unidade Lógica e Aritmética), responsável por executar funções de processamento de dados do computador;
• Registradores: Memória mais rápida de um computador, pois está dentro da CPU;
• Interconexão de CPU: Liga todos os componentes da CPU.

É importante dizer que em processadores multi-cores, cada core deste processador, terá a composição citada anteriormente.

A diferença entre um processador de um core e um processador multicore está na quantidade de núcleos que cada um tem, o processador "unicore" conta com apenas um núcleo de processamento, já o multicore tem mais de um núcleo de processamento.

Outra diferença está na forma de como este processamento ocorre, em um "unicore" o processador é capaz de processar uma instrução por vez, porém, para que possa ser executada mais de uma instrução, é necessário o ciclo de clock (que é um pulso elétrico que sincroniza os componentes), que é um tempo dado para que dá instrução seja executada.

Já no processador multicore, cada core é independente o que permite a execução de múltiplas instruções, pois cada núcleo tem sua operação independente, o que aumenta o desempenho.

• A memória RAM (Randon Access Memory), é uma memória de acesso aleatório e volátil, isto significa que é uma memória que não salva nenhuma informação caso desligado ou reiniciado, esta memória auxilia o processador na armazenamento e processamento. Um ponto importante é que a capacidade e velocidade afetam o desempenho do do sistema.
• Entrada e saída são componentes que dão entrada e saída dos dados e informações. Na entrada de dados podemos ter: Teclado, mouse, leitor de código de barra, scanners, entre outros, já na saída, temos, impressoras, monitores, caixa de som, entre outros.
• O sistema de interconexão é a ligação física por meio de barramentos que interconectam todos os componentes presentes num computador, neste componente está presente controladores que gerenciam o fluxo de dados. Um detalhe importante é que o tipo de barramento é muito importante, pois se o barramento diferente do barramento do componente este não será compatível.
• A placa-mãe, é uma peça fundamental, assim como o processador, esta peça liga todos os componentes de um computador, seja ele componente interno ou externo. Além disso, a placa-mãe é responsável por coordenar todas as operações e fluxos de dados. Tendo também em sua composição controladores que gerenciam a comunicação entre os componentes e barramentos do sistema.
• O Armazenamento de dados, é responsável por armazenar todos os dados e informações do sistema operacional e do usuário, existem dois principais modelos de armazenamento: HD (Hard Disk) e o SSD (Solid State Drive).
• BIOS (Basic Input-Output System) e UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) são dois softwares que inicializam o sistema quando você liga o computador, antes de ligar o seu S.O. O UEFI é uma solução mais moderna, aceitando dispositivos de armazenamento maiores, início mais rápido, recursos de segurança e melhoria nos gráficos. Nos computadores mais modernos já é utilizado o UEFI e mesmo assim por comodidade, é utilizado o título de BIOS para se referir a UEFI.

O sistema operacional é um software desenvolvido, que trabalha como uma interface entre usuário e hardware, estando no meio dos dois. Este componente é extremamente importante, nele o usuário pode realizar todas as suas operações, navegar na internet, desenvolver aplicativo entre outras atividades, armazenar dados, acessar arquivos entre outros. Outra função do S.O é gerenciar os recursos de hardware do computador, além desta função, o S.O deve garantir a estabilidade e segurança de todo o sistema.

Em outro artigo irei continuar este assunto caso queiram, comentem aqui.