Computador, como funciona

Vamos abordar de forma simples como é um computador e qual o seu funcionamento sem esgotar o assunto. O computador é uma máquina composta de componentes eletrônicos, entre outros, que toma “vida” com a execução de programas. Mesmo com a tecnologia evoluindo muitos desde as válvulas, passando pelos circuitos integrados, os computadores mantêm as mesmas características desde os primeiros que foram criados na década de 1940 com a arquitetura proposta por John Von Neumann que descreve o computador como uma máquina com quatro seções principais que são interconectadas por fios o “barramento do computador”, são elas:

  • A Unidade lógica e aritmética (ULA),
  • A Unidade de controle,
  • A memória, e
  • Os dispositivos de entrada e saída (E/S ou I/O).

Vejamos o que representa cada uma das partes que compõem o modelo de computador apresentado:

Unidade Lógica e Aritmética (ULA): parte responsável pelas operações matemáticas e avaliações lógicas.

Unidade de Controle (UC): área que exerce o controle sobre as demais partes do computador gerenciando e distribuindo as tarefas às outras unidades. Esta unidade é responsável pela movimentação dos dados entre as partes do computador e entre os computador e os dispositivos a ele ligado.

Memória: área onde é guardado (armazenado) o algoritmo a ser executado e os dados a serem utilizados pelo mesmo. Todo o dado fornecido ao computador e o resultado de suas operações ficam guardados na memória. A memória pode ser comparada a um armário cheio de gavetas onde cada dado a ser guardado vai para as gavetas e cada uma delas recebe um nome único. Por exemplo. A gaveta das meias, a das fotos, e assim por adiante. Na informática, essas gavetas possuem o nome de variáveis (campos). É a partir do manuseio das variáveis pelos programas de computador que são gerados os resultados desejados.

Dispositivo de entrada: é o meio pelo qual os dados que são inseridos no algoritmo para que o programa os processe. Um exemplo é o teclado por onde se informa ao computador o que desejamos. Fornecer um nome, responder a uma questão ou pressionar a tecla <Entra> para representar uma ação.

Dispositivo de saída: é o meio pelo qual o computador apresenta os dados resultante do processamento do algoritmo. Pode ser uma impressora, um monitor (vídeo, tela, ecrã) ou um dispositivo de armazenamento de dados (CD, DVD, HD, disco rígido), entre outros.

Funcionamento de um computador

Todos os computadores, independentemente dos seus tamanhos, são conceitualmente semelhantes ao esquema da figura apresentada onde são executadas 4 (quatro) operações básicas. Elas são as seguintes:

Operações de entrada e saída: Estas operações servem para introduzir dados na memória do computador ou para exibi-las através de qualquer dispositivo de saída onde se pode tomar contato com elas. Ler dados do teclado é uma operação de entrada e escrever dados na tela (monitor, ecrã) é de saída.

Operações aritméticas: são utilizadas na realização de operações matemáticas (adição, subtração, multiplicação, exponenciação e divisão).

Operações lógicas e relacionais: são utilizadas para efetuar comparações, como verdadeiro e falso.

Movimentação de dados entre os vários componentes: transferência dos dados entre as partes do computador. Por exemplo, instruções que são passadas pela unidade de controle para a unidade lógica aritmética para a realização das operações aritméticas e depois o resultado transferido para a memória para ser guardada (armazenada).

Como é feita a memória do computador

A memória é um dispositivo eletrônico utilizado em um computador ou em qualquer equipamento eletrônico é uma sequência de células numeradas onde cada uma delas pode possuir informação. A informação pode ser uma instrução ou um dado. A instrução é uma ação que diz ao computador o que fazer, conhecido como comando. O dado é qualquer coisa que representa o mundo que desejamos representar, poder ser uma bola, carro, um número, um nome que é utilizado pelas instruções. Qualquer célula pode conter instrução ou dado em qualquer momento mas sempre uma de cada vez. O tamanho de cada célula, e a quantidade que cabe numa memória depende de cada uma das máquinas. Hoje já começam a ser construídas de diversas maneiras, mas a mais comum é o circuito integrado.

Fluxo dos dados em um computador

Os computadores possuem um método para tratamento dos dados entre os seus componentes onde recebem, processam e devolvem o resultado da execução do algoritmo pelo programa. Para ilustrar vamos supor que desejamos resolver o seguinte problema:

 Calcular a soma (adição) de dois números informados

 A partir da colocação do problemas podemos começar a montar um raciocínio, como por exemplo:

  a) Receber os números

 b) Calcular a soma dos números informados

 c) Apresentar o resultado

 Vejamos como é o fluxo dos dados entre as partes do computador, considerando as operações básicas do computador apresentado.

  a) Receber os números e movimentá-los para a memória

  b) 1 – Mover os números e a operação a ser realizada (soma) da memória para a ULA

     2 – Realizar a operação de soma dos dois números

     3 – Devolver para a memória

  c) Mover o resultado da memória para o dispositivo de saída

Pela observação do fluxo de dados do computador podemos entender que a construção do algoritmo é feita através da divisão do problema em pequenos passos. Esses passos, que compõem o algoritmo, são denominados (chamados) de comandos (instruções) e passam para as linguagens de programação. O algoritmo pode ser elaborado da seguinte forma:

            Ler X, Y

            Resultado = X + Y

            Exibir Resultado

Carlos Campos 22/12/10.