Noções básicas de funcionamento de um computador

Noção de bit, byte e seus múltiplos


Bit (simplificação para dígito binário, "BInary digiT" em inglês) é a menor unidade de informação que pode ser armazenada ou transmitida. Usada na Computação e na Teoria da Informação. Um bit pode assumir somente 2 valores, por exemplo: 0 ou 1, verdadeiro ou falso.


Um byte, frequentemente confundido com bit. É um dos tipos de dados integrais em computação. É usado com frequência para especificar o tamanho ou quantidade da memória ou da capacidade de armazenamento de um computador, independentemente do tipo de dados armazenados.
A codificação padronizada de byte foi definida como sendo de 8 bits. O byte de 8 bits é, por vezes, também chamado de octeto, nomeadamente no contexto de redes de computadores e telecomunicações.

Múltiplos de byte


Nome                  Símbolo          Múltilplo
Byte                         B                    1
Quilobyte                KB                 103
Megabyte               MB                 106
Gigabyte                 GB                  109
Terabyte                 TB                  1012                                          
Petabyte                 PB                  1015
Exabyte                  EB                  1018
Zettabyte                ZB                  1021
Yottabyte               YB                  1024




Sistema de numeração: Binário


O sistema binário ou base 2, é um sistema de numeração posicional em que todas as quantidades se representam com base em dois números, com o que se dispõe das cifras: zero e um (0 e 1).
Os computadores digitais trabalham internamente com dois níveis de tensão, pelo que o seu sistema de numeração natural é o sistema binário (aceso, apagado). Com efeito, num sistema simples como este é possível simplificar o cálculo, com o auxílio da lógica booleana. Em computação, chama-se um dígito binário (0 ou 1) de bit, que vem do inglês Binary Digit. Um agrupamento de 8 bits corresponde a um byte (Binary Term). Um agrupamento de 4 bits é chamado de nibble.
O sistema binário é base para a Álgebra booleana (de George Boole - matemático inglês), que permite fazer operações lógicas e aritméticas usando-se apenas dois dígitos ou dois estados (sim e não, falso e verdadeiro, tudo ou nada, 1 ou 0, ligado e desligado). Toda a electrónica digital e computação está baseada nesse sistema binário e na lógica de Boole, que permite representar por circuitos electrónicos digitais (portas lógicas) os números, caracteres, realizar operações lógicas e aritméticas. Os programas de computadores são codificados sob forma binária e armazenados nas mídias (memórias, discos, etc) sob esse formato.

Introdução à estrutura e funcionamento de um sistema informatico

Evolução Histórica

O primeiro computador eletro-mecânico foi construído por Konrad Zuse. Em 1936, esse engenheiro alemão construiu, a partir de reles que executavam os cálculos e dados lidos em fitas perfuradas, o Z1. Zuse tentou vender o computador ao governo alemão, que desprezou a oferta, já que não poderia auxiliar no esforço de guerra. Os projectos de Zuse ficariam parados durante a guerra, dando a chance aos americanos de desenvolver seus computadores.

Foi na Segunda Guerra Mundial que realmente nasceram os computadores actuais. A Marinha americana, em conjunto com a Universidade de Harvard, desenvolveu o computador Harvard Mark I, projectado pelo professor Howard Aiken, com base no calculador analítico de Babbage. O Mark I ocupava 120m³ aproximadamente, conseguindo multiplicar dois números de dez dígitos em três segundos.

Simultaneamente, e em segredo, o Exército Americano desenvolvia um projecto semelhante, chefiado pelos engenheiros J. Presper Eckert e John Mauchy, cujo resultado foi o primeiro computador a válvulas, o Eletronic Numeric Integrator And Calculator (ENIAC), capaz de fazer quinhentas multiplicações por segundo. Tendo sido projectado para calcular trajectórias balísticas, o ENIAC foi mantido em segredo pelo governo americano até o final da guerra, quando foi anunciado ao mundo.

Estrutura do computador

Hardware- Todos os dispositivos fisicos que constituem um sistema informático.

Software- programas e conjuntos de instruções que gerem e controlam o hardware, de uma forma organizada para que o computador possa funcionar de forma conveniente.

Modelo de Von Neumann

A CPU (unidade central de processamento)

A Central Processing Unit (Unidade central de processamento, em português) ou o processador é a parte de um sistema de computador que executa as instruções de um programa de computador, e é o elemento primordial na execução das funções de um computador. Este termo tem sido usado na indústria de computadores pelo menos desde o início dos anos 1960. A forma, desenho e implementação de CPUs têm mudado dramaticamente desde os primeiros exemplos, mas o seu funcionamento fundamental permanece o mesmo.

MEMORIAS

Memória principal: também chamadas de memória real, são memórias que o processador pode endereçar directamente, sem as quais o computador não pode funcionar. Estas fornecem geralmente uma ponte para as secundárias, mas a sua função principal é a de conter a informação necessária para o processador num determinado momento; esta informação pode ser, por exemplo, os programas em execução. Nesta categoria insere-se a memória RAM (volátil), memória ROM (não volátil), registradores e memórias cache.

Memória secundária: memórias que não podem ser endereçada directamente, a informação precisa ser carregada em memória principal antes de poder ser tratada pelo processador. Não são estritamente necessárias para a operação do computador. São geralmente não-voláteis, permitindo guardar os dados.permanentemente. Incluem-se, nesta categoria, os discos rígidos, CDs, DVD's e disquetes.

A placa principal (motherboard)

       Placa principal de circuitos do computador, onde ficam os componentes essenciais. A placa - mãe contém o processador, a memória principal, os circuitos de apoio, a controladora e os conectores do barramento. As placas de expansão de memória e as placas de I/O, podem ser instaladas na placa - mãe através dos conectores do barramento.

O barramento (bus)

O processador e os restantes dispositivos electrónicos comunicam entre si através de canais de comunicação aos quais se dá o nome de barramentos.

Existem três tipos (relativamente ao tipo de dados que neles circula) de barramentos no interior do computador e que são:

Barramento de dados - São os condutores por onde circulam os dados que o processador vai buscar à memória RAM ou aos dispositivos de I/O.

Barramento de endereços - O acesso aos dados que a CPU necessita é feito pelo envio dos endereços das posições de memória ou de dispositivos de I/O onde eles se encontram. Esses endereços circulam neste barramento.

Barramento de controlo - Existem sinais eléctricos que controlam os dispositivos electrónicos para que o sistema possa ler/escrever os dados. Esses sinais viajam neste barramento.

DISPOSITIVOS DE ENTRADA E SAÍDA DE DADOS

Dispositivo de entrada são dispositivos que fornecem dados para operações em um programa, também chamados de unidades de entrada (no inglês input/output - entrada/saída).

Dizendo de outra forma, um dispositivo de entrada permite a comunicação no sentido do utilizador para o computador. Também São todos os dispositivos que fornecem informação ao computador.

Permite a comunicação do usuário com o computador. São dispositivos que enviam dados analógicos ao computador para processamento. Exemplos: Teclado, mouse, caneta ótica, scanner.

Dispositivos de saída são dispositivos que exibem dados e informações processadas pelo computador, também chamados de unidades de saída (no inglês input/output - entrada/saída). Por outras palavras, permitem a comunicação no sentido do computador para o utilizador.