Desvendando os Principais Componentes de um Computador

Os Principais Componentes de um PC

Imagine o seguite problema. Você precisa comprar um novo computador e faz uma breve pesquisa no Google. Aí você se depara com o anúncio abaixo:

Anúncio de venda de Notebook

Mas o que esta especificação quer de fato dizer?

Neste módulo iremos analisar os principais componentes de um computador para podermos responder a pergunta acima. Dentre os componentes vamos analisar:

  1. Dispositivos de Entrada e Saída
  2. Memórias
  3. Sistema Binário e Representação de Informação
  4. Processadores

Dispositivos de Entrada

Dispositivos de entrada são aqueles que permitem a entrada de informação no computador. O teclado é um dos principais dispositivos de entrada, pois, ele permite por exemplo a digitação de um texto que será processado pelo computador. Dessa forma o texto sai do mundo externo e "entra" no computador por meio do teclado.

Juntamente com o teclado, o mouse também é um importante dispositivo de entrada de dados:

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Com ele podemos comunicar nossas intenções ao computador por meio de movimentos de um cursor (ponteiro) na tela e cliques. Também podemos rolar conteúdos em janelas ou páginas na Internet. Desse modo, com o mouse nós fornecemos comandos ao computador, que também é uma informação que sai do mundo exterior em direção ao computador.

Outro dispositivo que utilizamos para comunicar dados ao computador ou fazer com que a informação do mundo exterior "entre" no computador é o leitor de código de barras, que é um tipo de scanner.


Com ele, fazemos a entrada do código de barras de um produto no computador, que irá processá-lo e subtraí-lo do estoque, por exemplo. 

Para Guardar!

A entrada de dados ocorre sempre do mundo exterior para o computador.

 

Tente reconhecer os dispositivos de entrada abaixo.

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 Os dispositivos acima são uma webcam para entrada de vídeo, um joystick para comandos em jogos e um microfone para entrada de audio.

Dispositivos de Saída
 

Ao contrário dos dispositivos de entrada, os de saída comunicam a informação processada e armazenada no computador para o mundo exterior. O dispositvo mais famoso desta categoria é o monitor. Através dele o computador nos informa o resultado das nossas ações.


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O anúncio do início informa características do monitor. Veja abaixo e leia a explicação:

Notebook Inspiron i15-3583-A30P 8a Intel Core i7 8GB (AMD Radeon 520 com 2GB) 2TB LED HD 15,6" W10 Preto - Dell

A parte grifada acima nos informa que o monitor possui um tamanho de 15,6 polegadas e é um monitor de LED. Moniitores de LED são compostos de LEDs microscópicos nas cores Vermelha (Red) Azul (Blue) e Verde (Green), no padrão RGB. Esses LEDs acendem em diferentes intensidades e a combinação dessas três cores formam as imagens que vemos no monitor. As telas de LED oferecem um consumo de energia mais baixo, maior facilidade de manutenção e melhor qualidade de imagem se comparados aos seus antecessores de Cristal Líquido, LCD, e de tubo, chamado CRT. Se colocássemos uma tela de um monitor sob uma lupa ou um microscópio, veríamos minúsculos LEDs nas cores Vermelho, Azul e Verde, como estes:

Veja como os LEDs são agrupados em um monitor para mostrar uma imagem. Repare que ao acender os Leds vermelhos, azuis e verdes, as imagens se formam na tela:

Outro dispositivo de saída conhecido é a impressora. A partir dela, a informação "sai" do computador e é comunicada ao mundo externo em sua forma impressa.

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As caixas de som também são dispositvos de saída de audio do comuptador.

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Dispositivos de Entrada e Saída
 

Esses dispositivos cumpre as funções tanto de entrada como de saída ao mesmo tempo! Um exemplo clássico é a impressora multifuncional, que permite tanto a impressão (saída), como o scaneamento e a digitalização de documentos impressos (entrada).

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Na impressora multifuncional acima, a parte superior é o scanner (cinza escuro) e a parte inferior é a impressora.

Além dela, temos também a tela touchscreen de um smartphone, que permite tanto comandos de entrada como também permite a visualização de informações.

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Memórias

Toda informação em um computador deve estar amarzenada em algum dispositivo de armazenamento, também chamado de memória. Por exemplo, quando desejamos rever aquela série de fotos bacanas de uma viagem ou ler aquele textão no whatsapp para matar o tempo, eles devem estar guardados em uma das memórias do celular ou do computador.

O PC trabalha com várias memórias simultâneamente. Enquanto o computador está ligado e estamos utilizando os aplicativos, a memória primária ou principal é a que está em ação. Ela é bastante rápida e, por isso, os aplicativos são carregados nela antes de serem utilizados. Eventualmente, quando salvamos algum arquivo e desligamos o PC, a memória secundária é a responsável por manter nossos arquivos e programas gravados para a próxima vez que utilizarmos o PC. O maior problema da memória secundária é a sua velocidade, que é muito mais baixa do que a da memória primária. O fluxo de dados entre as memórias primária e secundária é controlado pelo Processador Central ou CPU. Veja o esquema abaixo

A seguir vamos aprender um pouco mais sobre as memórias primárias e secundárias.

Memória Primárias

Memória Principal RAM (Random Access Memory)

A memória principal, também chamada de RAM, é um cartucho eletrônico que localizado dentro do gabinente, plugado na placa mãe. Ela é chamada de memória de acesso aleatório ou RAM (Random Access Memory) e, por ser extremamente rápida, está em contato direto com o processador. Voltando ao nosso anúncio, o tamanho da memória RAM é especificado na parte grifada:

Notebook Inspiron i15-3583-A30P 8a Intel Core i7 8GB RAM (AMD Radeon 520 com 2GB) 2TB LED HD 15,6" W10 Preto - Dell

A foto abaixo mostra uma memória RAM sendo encaixada na placa mãe de um computador.

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Essa memória é utilizada enquanto o computador está ligado e armazena dados e aplicativos equanto estão sendo executados pelo processador central. Ao contrário das memórias secundárias, a memória RAM possui um contato direto com o processador por causa de sua alta velocidade. Desse modo, todos os aplicativos precisam ser carregados para a memória RAM antes de serem processados, e isso também inclui o sistema operacional Windows e outros. 

Quando iniciamos o PC, existe um programa especial chamado BIOSque inicia a carga do sistema operacional (Windows, por exemplo) da memória secundária para a primária. O sistema operacional é o primeiro programa a ser carregado e, após a sua carga, podemos utilizar o PC e seus aplicativos. Enquanto o sistema está sendo carregado, vemos uma mensagem de "Carregando" ou "Um momento..." na tela.

Após a carga do SO, quando iniciamos um aplicativo, como o Google Chrome, o Word e o Excel por exemplo, o processador central ordena a carga deles novamente da memória secundária para a memória RAM, para só então podermos utilizá-los. Além disso, à medida que criamos novas janelas e novas guias, elas vão ocupando a RAM. Por isso, se você costuma utilizar muitos programas pesados e abrir muitas janelas ao mesmo tempo, provavelmente você precisará de uma memória RAM com tamanho razoavelemente grande. Hoje temos memórias de 4 Gigabytes (GB), 8 GB, 16 e até 32 GB.

Para Guardar!

A memória RAM é também chamada de memória volátil. Ela só armazena a informação quando o PC está ligado. Quando o PC é desligado, ela é totalmente apagada. Por isso, para não perdermos o nosso trabalho, os programas possuem uma função de salvar!

 

Memória Cache

A memória RAM é bastante rápida, porém, existe uma memória mais rápida ainda! Esta também é uma memória primária e possui um tamanho bem mais reduzido se comparado a memória RAM (de 2 à 6 MB normalmente). Ela normalmente está dentro do processador ou pode também estar localizada na placa mãe entre o processador e a memória RAM. Veja o esquema abaixo da localização das memórias cache L1 e L2 entre o processador e a memória RAM.

Fonte: https://www.ime.usp.br/~adao/MEMCACHE.pdf

 

Memórias Secundárias

Difrentemente da memória RAM, essa memória possui um tamanho bem maior e consegue armazenar informação e aplicativos de forma permanente, ou seja, mesmo com o PC desligado. A principal memória secundária que temos hoje é o Disco Rígido ou HD, que fica dentro do gabinente. Veja abaixo a a imagem de um HD e sua instalação na placa mãe.

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Os discos rígidos (HDs) são memórias não voláteis, isto é, memórias que não necessitam estar ligadas a uma fonte de energia elétrica para armazenar a informação. Dessa forma, ele é utilizado para armazenar nossos arquivos e os programas instalados, como Word, Excel, Chrome, e o próprio sistema operacional. 

Voltando ao nosso anúncio, observe a parte que informa o tamanho do HD do notebook:

Notebook Inspiron i15-3583-A30P 8a Intel Core i7 8GB RAM (AMD Radeon 520 com 2GB) 2TB LED HD 15,6" W10 Preto - Dell

O anúncio de 2TB significa 2 Terabytes de tamanho para o HD. 1 Terabyte equivale a 1000 GB de informação. Repare na diferença de tamanho para a memória RAM. Enquanto a RAM é de apenas 8 GB, o HD possui 2000 GB de tamanho!

O principal problema do HD é o seu desempenho. Apesar de ser uma memória bem maior e não volátil, ele é muito mais lento do que a memória RAM. Por isso, os aplicativos e dados são carregados do HD para a memória RAM antes de serem utilizados. Caso contrário, sem a memória RAM, o PC seria extremamente mais lento e inviável de ser utilizado! Veja abaixo um gráfico comparando a velocidade, o tamanho e a distância a qual se encontram da CPU.

 

Importante!

Apesar de o HD ser a memória secundária mais popular, atualmente eles estão sendo substituídos por memórias de estado sólido ou SSD. Esse tipo de memória é bem mais rápida do que os tradicionais HDs, porém, elas são encontradas a um custo bem mais elevado e com tamanhos reduzidos, sendo comuns os tamanhos de 128 GB, 256 GB e 512 GB.

 

Memórias tipo ROM (Read-Only Memory)

Esse tipo de memória é bem diferente da memória principal (RAM) do PC. Enquanto na memória RAM, as posições onde os dados estão armazenados podem ser acessados em qalquer ordem (acesso aleatório), as memórias tipo ROM só permitem acesso sequencial, ou seja, para acessar a posição de número 3 que contém o dado desejado, o PC precisa também acessar as posições 1 e 2 que a antecedem. Além disso, esse tipo de memória só permite a gravação uma única vez. Após a primeira gravação, ela só pode ser utilizada para leitura de informação.

Uma evolução das memórias ROM é a memória tipo EEPROM ou Flash, que pode ser apagada e regravada várias vezes. Tanto os pendrives como os discos tipo SSD são memórias do tipo Flash.

O Computador e a Informação

O objetivo de um sistema computacional é processar dados e gerar soluções para problemas. Contudo, o que seria um dado ou o que seria uma informação para o computador?

Um dado em si é um valor bruto, e pode ser numérico ou literal, como 18, 20, "João", etc. Esses dados, porém, não possuem um significado isoladamente. Uma informação já é todo dado que possui siginificado e conexões com outros dados, por exemplo, o número "18" passa a ser uma informação quando dizemos que ele é a idade de uma pessoa: idade 18. Do mesmo modo, "20" é apenas um dado, porém, quando registramos que "20" é a temperatura mínima do dia anterior. Passamos a ter uma informação.

Desse modo, como o computador armazena e processa esses dados? A resposta é que o computador transforma todos os dados em uma sequência de números binários onde cada número somente pode ter valor 0 ou valor 1. Ao contrário do sistema decimal que utilizamos, onde, cada dígito pode assumir valores 0 à 9 (10 dígitos), no sistema binário, os dígitos somente podem assumir dois valores: 0 ou 1. Cada Dígito Binario é chamado de BITs (Binary Digit). Por exemplo, o número 2 no sistema decimal equivale a número 01 no sistema binário, formado por dois bits. Por esse motivo a informação armazenada também é chamada digital.

Unidades de Informação

Agora que entendemos que o computador trata a informação como bits e a sua quantidade pode ser muito grande. Vamos aprender como utilizar as unidades de medida de informação. Dentre elas temos o Byte, o Kilobyte, o Megabyte, o Gigabyte e o Terabyte.

Atualmente podemos encontrar facilmente Discos Rígidos de 1 ou 2 Terabytes.

Processadores

O processador é também conhecido como CPU ou UCP (Unidade Central de Processamento) e é o cérebro do computador. Ele coordena todo o tráfego de informações entre as memórias através da placa mãe e processa nossos aplicativos e seus dados. O processador também se encontra conectado na placa mãe do computador. Veja a imagem de um processador e sua instalação na placa mãe.

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O processador é o componente que mais gera calor no PC, portanto, ele necessita de uma boa refrigeração. Para isso, junto ao processador colocamos também uma placa de metal e um cooler para dissipar o calor. O dissipador e o cooler entram em contato com o processador através de uma pasta térmica. Veja a imagem abaixo de um cooler e sua instalação.

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Atualmente existem duas marcas principais de processadores, a Intel e a AMD. Os processadores mais populares da Intel são a série Ix, com o I3, I5, I7 e I9. A principal diferença entre os processadores é a quantidade de núcleos de processamento, onde, wquanto maior o número de núcleos, mais tarefas simultâneas o processador é capaz de executar, o que pode deixar o seu PC bem mais rápido.

Um processador I3  possui normalmente de 2 a  4 núcleos. Os I5 e I7 possuem entre 6 e 8 núcleos. Já o I9, topo de linha neste momento, pode ultrapassar os 18 núcleos de processamento.

Outro fator importante na hora de escolher um bom processador é sua frequência de operação, medida em Gigahertz (GHz). Quanto mais alta a quantidade de GHz mais veloz é o processador. Os I3 podem funcionar a 3,6GHz no máximo. Enquanto os I5 e I7 chegamaté a 4,5 GHz. O I9 pode funcionar chegar a 4,8 GHz de frequência.

Entre os processadores da AMD, temos os AMD Athlon e os mais modernos AMD Rhyzen Threadripper. No momento da escrita deste artigo (Junho de 2020), os AMD Rhyzen topo de linha possuem poder de processamento que se equiparam ou até superam os da Intel e oferecem um custo mais baixo.

Voltando ao nosso anúncio, observe a parte que informa o processador do notebook:

Notebook Inspiron i15-3583-A30P 8a Intel Core i7 8GB RAM (AMD Radeon 520 com 2GB) 2TB LED HD 15,6" W10 Preto - Dell

Placas Gráficas

Infelizmente, nem sempre o processador dá conta de comandar o funcionamento do computador e ainda realizar o processamento gráfico para apresentar imagens e vídeos no monitor. Se você gosta de jogar aqueles jogos com gráficos ultra-realistas ou se você costuma trabalhar com imagens e vídeos de alta resolução (em High Definition), você provavelmente precisará de uma placa gráfica dedicada para essa pesada tarefa! Atualmente, muitas placas gráficas são mais poderosas até que o próprio processador e, algumas delas, podem chegar a um custo maior do que o de um computador completo. Veja a parte do anúncio que informa a placa gráfica do notebook.

Notebook Inspiron i15-3583-A30P 8a Intel Core i7 8GB RAM (AMD Radeon 520 com 2GB) 2TB LED HD 15,6" W10 Preto - Dell

 

No momento da escrita deste artigo, temos as AMD Radeon RX e as Nvidia GForce GTX e RTX como as principais referências de mercado.

Importante!

A placa de vídeo não somente possui um ou vários processadores para gráficos mas também vem com uma memória RAM dedicada. No nosso anúncio, temos 2 GB de memória RAM dedicada ao processamento gráfico.

Aprendendo um Pouco Mais

Funcionamento do HD

 

Interfaces Serial ATA