UNIDADES FUNCIONAIS DE UM COMPUTADOR
Existem computadores dos mais diferentes tipos e tamanhos, mas todos podem ser enfocados como um conjunto de dispositivos interligadas, trabalhando em harmonia, para realizar atividades de processamento de dados.
Estes dispositivos que compõem o computador são geralmente reunidos, para fins didáticos, conforme suas funções, em:
Unidade de Entrada
Função
O nome genérico unidade de entrada se refere a qualquer dispositivo que possa captar dados do meio externo ao computador e transferi-los à memória do mesmo.
Tipos de Unidades de Entrada
Com o emprego do computador nas mais diferentes áreas de atividade humana têm sido desenvolvidos inúmeros tipos de unidades de entrada, compatíveis com as características desejadas nas respectivas áreas de emprego.
Citam-se como mais conhecidas, em micros:
Unidade leitora de cartões perfurados.
Com o abandono progressivo de cartões perfurados, estes dispositivos são rarissimamente utilizados.
Unidade leitora de cartões magnéticos.
Dispositivos empregados sobretudo em automação bancária, onde os dados principais de cada cliente (nome, número da conta, número da agência, etc.) ficam gravados em tarja pintada com tinta magnetizável em cartões plásticos. Os próprios cheques têm, em sua margem inferior, caracteres que podem ser lidos por estes dispositivos.
Unidade leitora de fita magnética.
Dispositivo de emprego já consagrado em computação, sobretudo em computadores de instituições, devido ao seu preço relativamente alto. A gravação dos dados, como as músicas em fitas cassete, é feita em fita recoberta com tinta magnetizável, através da formação de pequenos ímãs, que formam códigos, reconhecidos pela leitora. No momento da leitura a existência ou não destes ímãs codificados informa ao computador os dados a ler.
Unidade de disco magnético.
É com certeza hoje o meio mais utilizado para transmitir grandes volumes de dados a um computador, em alta velocidade.
Teclado
O teclado é atualmente a unidade básica de entrada de dados em computadores, substituindo com muitas vantagens os antigos cartões perfurados. Geralmente vem associado a um vídeo, formando o assim chamado "terminal de vídeo".
Unidade leitora de caracteres óticos.
Dispositivo de entrada de dados, geralmente empregado em automação bancária e comercial, onde um feixe de luz (laser) varre caracteres especiais gravados nas mercadorias, obtendo assim seu preço, código, fornecedor, etc.
Mesa digitalizadora
Mesa especial com circuitos eletrônicos que permitem entrada de gráficos.
"Mouse" (ratinho)
Instrumento acoplado ao computador, através do qual se pode escolher opções, em um "menu" fornecido na tela.
Sensores especiais
Com a aplicação de computadores em hospitais, fábricas, hidrelétricas, etc., têm sido desenvolvidos instrumentos engenhosos que permitem captar dados do mundo externo e enviá-los ao computador. Cada um destes instrumentos é uma unidade de entrada. Um termômetro especial que consiga captar a temperatura do corpo humano e enviá-la, de forma codificada, ao computador, é uma unidade de entrada.
O mesmo se pode dizer de um sensor de pressão arterial, de batimentos cardíacos, do nível de uma represa, etc. Estas unidades de entrada especiais substituem o trabalho do médico ou da enfermeira de captá-los no paciente com instrumentos medidores usuais e depois "digitá-los manualmente" no computador.
Unidade de Saída
Função
Inversamente à unidade de entrada, o nome genérico unidade de saída é qualquer dispositivo que transfere dados gravados na memória para um meio externo ao computador.
Tipos de Unidades de Saída
Assim como as unidades de entrada, as unidades de saída têm aparecido com os mais diferentes tipos de emprego, resultando como conseqüência do alargamento do espectro de utilização do computador.
Normalmente para cada tipo de unidade de entrada existe uma unidade de saída correspondente, e algumas vezes o mesmo dispositivo faz as duas funções, como no caso das unidades de disco e fita magnética, que funcionam como unidade de saída quando se transfere dados da memória do computador para o disco ou fita e como unidade de entrada quando nelas se lêm dados pré-gravados.
Tipos de unidades de saída mais comuns:
Unidade perfuradora de cartões.
Dispositivo em desuso. Geralmente vem geminada a uma leitora de cartões, embora funcione independentemente da mesma.
Unidade de fita magnética.
Já citada como "unidade de entrada", funciona como saída quando nela se gravam dados, magneticamente.
Unidade de disco magnético.
Idêntica observação feita em unidade de fita magnética.
Vídeo
Unidade de saída mais comumente usada em micros. Existem dos mais diversos tipos, como monocromáticos, coloridos,de baixa resolução, de alta resolução, de diferentes tamanhos, etc.. Geralmente o vídeo é associado a um teclado, formando o conjunto conhecido como "terminal de vídeo".
Impressora
Uma das unidades de saída mais comuns e importantes. Existem muitos tipos de impressoras como as de agulhas, "laser", jato de tinta, de tambor, etc.
Traçador de gráficos ("plotter")
Extrai as informações gravadas no computador, apresentando-as em forma de gráficos. São utilizados sobretudo em escritórios de projetos, laboratórios, etc.
Alto-falante
Sons gravados em forma digital, nos computadores, são reproduzidos por meio de alto-falantes. Geralmente todo microcomputador possui um pequeno alto-falante que emite sons de qualidade razoável
Unidades de saídas especiais
As mesmas observações relativas aos sensores especiais podem ser agora apresentadas para as unidades de saídas especiais, "mutatis mutandis". Suponha que um computador recebe sinais de um medidor de nível de água (unidade de entrada) de um reservatório de hidrelétrica. Se o nível da represa ultrapassa determinado valor pré-programado, o computador aciona um motor que abre algumas comportas, permitindo que a represa sangre até atingir um determinado nível pré-fixado. Este motor pode ser visto como uma unidade de saída do tipo aqui chamado "especial".
OBSERVAÇÕES:
Unidade de Memória Principal
Função
A unidade de memória principal, ou interna, ou central ou simplesmente memória tem duas funções básicas:
Deve-se dizer que os primeiros computadores não armazenavam os programas em sua memória. Assim, a cada novo problema que fossem resolver sofriam uma verdadeira remontagem, isto é, eles eram programados via mudanças de seus elementos construtivos, assim como se pode "programar" um trator ora para arar terra, ora para fazer buracos para fincar postes, cavar valetas ou como trator mesmo, tracionando uma carroça, por exemplo. Com isto, os que podiam trabalhar com computadores eram somente os engenheiros construtores que entendiam a fundo suas "entranhas". A partir da colocação do programa na própria memória, a programação dos computadores se fazia de forma automática e à nova sistemática se chamou "Programa Armazenado". É como se, apertando um botão do trator, ele automaticamente virasse escavadeira, outro botão acoplasse o arado, um terceiro a carroceria, etc. em outras palavras, se programasse para fazer o serviço pretendido, como um "robot".
Características
Hoje a grande maioria dos computadores utiliza memória constituída de circuitos integrados, que, por sua vez, são construídos com materiais semi-condutores, principalmente o silício. Por ser totalmente eletrônica, é um dos componentes mais rápidos do computador.
Geralmente os computadores são construídos de modo que se podesse aumentar a capacidade de armazenamento de sua memória até um teto máximo, anexando mais circuitos integrados.
Tipos de Memória
A memória é subdividida em dois tipos diferentes:
Memória RAM (Random Access Memory: memória de acesso aleatório), quando nos referimos à memória do computador é da RAM que se fala.
Características: armazena os dados e os programas. As informações gravadas nesta memória podem ser apagadas e regravadas tantas vezes quantas se queira, mas só permanecem gravadas enquanto o computador ficar ligado. A falta de energia por um mínimo instante acarretará a perda total do seu conteúdo. Por isto se diz que é uma memória volátil.Quando se fala em tamanho da memória de um computador, é ao tamanho da RAM que se está referindo.
Memória ROM (Read Only Memory: memória só de leitura)
Características: a memória ROM só pode ser lida, isto é, os dados nela gravados não podem ser apagados e regravados dados novos. Geralmente são gravadas com programas utilitários ou dados de utilização muito frequente (trechos do sistema operacional, tabelas de teclado, linguagens residentes, etc). As ROM podem ser subdivididas em dois tipos: ROM simples, e PROM.
Existem dois subtipos de PROM que permitem gravações e desgravações sucessivas e são denominadas EPROM (Erasable PROM: PROM apagável). A UV-PROM, que é apagável mediante exposição a uma fonte de luz ultra-violeta (para isto o seu "chip" está sob uma janela de cristal) e a EEPROM (Electrically Erasable PROM) cujo conteúdo é apagado com pulsos de tensão mais altos que a tensão de trabalho.
Os preços das PROM são superiores aos das ROM, mas podem ser compensadores para os casos em que os conteúdos armazenados sofram mudanças freqüentes.
Capacidade de Memória
A capacidade de memória (RAM) de um computador é medida pelo número de Bytes (caracteres) que a mesma consegue reter. Este é um dado importante sobre um computador pois dá uma boa idéia de que tipo de trabalho este computador poderá exercer mais eficientemente. Os múltiplos do Byte são o Quilobyte, o Megabyte, o Gigabyte e o Terabyte, com os valores abaixo:
- 1 quilobyte = 1 kB = 2**10 bytes = 1024 bytes
- 1 megabyte = 1 MB = 2**20 bytes = 1048576 bytes
- 1 gigabyte = 1 GB = 2**30 bytes = (faça a conta!...)
- 1 terabyte = 1 TB = 2**40 bytes = ( " " " )
Unidade Aritmética e Lógica
Função
Os computadores realizam geralmente as 4 operações aritméticas básicas (soma, subtração, multiplicação e divisão) além da potenciação. Realizam também operações lógicas que são comparações de grandeza (maior, menor, igual) entre dados armazenados na memória. Estes dados são levados à Unidade Aritmética e Lógica, onde é executada a operação desejada e seu resultado volta à memória para análise ou armazenamento. Assim como a memória, a Unidade Aritmética e Lógica é constituída unicamente de circuitos eletrônicos.
Unidade de Controle
Função
A Unidade de Controle tem a tarefa de acompanhar cada passo do programa a ser executado e acionar as unidades que executarão aquele passo. Por exemplo, em uma operação de soma deve acionar a Unidade de Memória para que entregue à unidade aritmética e lógica as parcelas a somar, para que seja feita a soma e por fim seja devolvido à unidade de memoria o resultado. Em uma operação de impressão deve acionar a unidade de memória para que entregue à impressora a informação a ser impressa.
Características
A unidade aritmética e lógica e a unidade de controle estão, nos microcomputadores, construídas em um mesmo circuito integrado que recebe o nome de Microprocessador. É a peça eletrônica mais importante dos microcomputadores que, inclusive, derivam dela seu nome. Nos mini e grandes computadores tradicionais as funções aritméticas e lógicas e as funções de controle geralmente não são concentradas em um único circuito integrado, mas divididas por diversos "chips".
Unidade Central de Processamento (UCP)
Normalmente as unidades de memória, aritmética e lógica e de controle estão acondicionadas em um único móvel que pode tomar o formato de uma pequena caixa nos microcomputadores, de um arquivo de aço nos minicomputadores ou de um balcão nos grandes computadores. Ao conjunto destas três unidades se chama no jargão computacional, Unidade Central de Processamento - UCP (ou CPU - "central processing unity"). Geralmente é o equipamento mais caro de um computador e define o tamanho da máquina.
Interligação das Unidades Funcionais do Computador
A Figura I-2 ilustra esquematicamente a interligação entre as várias unidades funcionais do computador, indicando o fluxo de dados e o fluxo de controle.
Figura I-2. Interligação das unidades funcionais do computador
