Unidade A - CONCEITOS BÁSICOS

Introdução

Antes de iniciarmos o nosso módulo, observe a seguinte imagem:


Com certeza muitos conhecem este elemento, é um modelo de placa-mãe que encontramos em nossos computadores. Mas você consegue identificar os componentes que são conectados nela?

Podemos destacar, dentre os componentes que podemos encontrar conectados em uma placa-mãe, o processador, módulos de memória RAM, disco rígido, placa de vídeo, placas de expansão, etc.

Sabemos que cada um dos componentes citados acima desempenha um papel específico no funcionamento do computador. Mas você sabe como cada um deles funciona internamente para desempenhar suas funções?

Vivemos em uma sociedade rodeada pelas mais diversas tecnologias que são utilizadas nas mais variadas atividades. Assim, “em relação ao número de usuários e de unidades instaladas, computadores pessoais são, sem dúvida, os computadores mais populares. Seu grande sucesso deve-se ao baixo custo, à flexibilidade de serem adaptados a um grande número de aplicações, à grande quantidade de software disponível e à facilidade de encontrar profissionais familiarizados com sua arquitetura” (WEBER, 2008, p. 1). Para a compreensão sobre o funcionamento dos computadores, é necessário o estudo dos elementos que compõem sua arquitetura, sendo importante para aqueles que o utilizam que conheçam as relações existentes internamente e entendam o papel dessas no desempenho da máquina.

Informação

A finalidade básica de um computador é a de realizar operações com informações em formato digital. Agora, para entendermos o porquê das informações serem digitais e entendermos o que isso significa, devemos distinguir os tipos de informações existentes.

Informação analógica

Na natureza, todo tipo de informação pode assumir qualquer valor em um intervalo de - ∞ a + ∞. É possível distinguir uma cor verde que esteja um pouco mais clara de outro tom de verde, em uma variação quase infinita de tons de mesma cor, do mais claro até o mais escuro. Pode-se distinguir um som mais alto do que outro, assim como perceber quanto um ambiente está mais claro do que outro. Todo esse tipo de informação é conhecido como informação analógica (TORRES, 2001). Os sinais analógicos citados são lidos de forma direta, sem que seja necessário ocorrer qualquer tipo de decodificação complexa para compreendê-los.

 

Situação: uma música gravada em uma fita cassete.

  • Após, passado certo tempo, a mesma música fica com um som mais “abafado”, com “chiados” e “estalos”; que são os ruídos.
  • A razão disso se deve ao fato de que a informação da música na fita cassete foi gravada de maneira analógica, na hora de reproduzir a música, o gravador simplesmente achou que os ruídos fizessem parte dela.
  • Isso porque, como a informação foi gravada analogicamente, poderia assumir qualquer valor, inclusive o valor “ruído”.

(TORRES, 2001)

 

O sinal armazenado se degrada com o tempo, e existe sempre certa perda de qualidade ao se fazer cópias. No caso de uma fita, o aparelho interpreta os ruídos gerados pela degradação como parte da música. Quando em uma transmissão, caso o sinal enviado sofra alguma interferência, torna-se difícil identificar se houve alguma alteração ou não no caminho entre o emissor e o receptor, conforme figura abaixo, onde um tom de verde foi enviado e um tom de verde foi recebido, embora de tons diferentes, sendo difícil identificar a alteração:


Informação Analógica

Dispositivos eletrônicos no processamento de informações trabalham com o sistema binário. No sistema binário, ao contrário do sistema de numeração decimal (que utilizamos), só há dois algarismos: “0” e “1”. Nisto há uma grande vantagem: qualquer valor diferente desses será completamente desprezado pelo circuito eletrônico, gerando confiabilidade e funcionalidade. Esse sistema também é chamado de sistema digital. Cada algarismo binário é chamado de bit (contração de binary digit). (TORRES, 2001).

 

Situação: uma música gravada em uma fita DAT (Digital Audio Tape, que grava informações digitalmente).

  • Com o passar do tempo estaria, como uma fita cassete analógica, cheia de interferências em sua camada magnética, na forma de ruído.
  • Mas por ter sido gravada sob a forma de informações digitais, a música está codificada sob a forma de vários “0”s e “1”s.
  • Qualquer outro valor diferente de “0” ou “1” será simplesmente ignorado pelo aparelho reprodutor.

(TORRES, 2001)

 

A vantagem do sistema digital sobre o analógico é que as informações são gravadas em forma de números. No caso de um CD, por exemplo, o que há gravado não são músicas ou sons, mas sim números. Com isso, há como se utilizar mecanismos de correção de erros a fim de verificar a integridade dos dados, tornando-o mais confiável (TORRES, 2001). No caso de uma transmissão, caso o sinal enviado sofra alguma interferência, é possível identificar se houve alguma alteração ou não no caminho entre o emissor e o receptor, visto que os valores de “0”s e “1”s podem ser conferidos, conforme figura abaixo, onde existe uma diferença entre o conjunto de bits enviados e o conjunto de bits recebidos, facilitando a identificação:


Números binários

Conjuntos de algarismos binários (bits) formam palavras binárias, sendo que cada casa binária só poderá ser preenchida com dois algarismos (0 ou 1), enquanto cada casa decimal pode ser preenchida com dez algarismos (de 0 a 9). As palavras binárias recebem nomes especiais conforme a quantidade de bits utilizada pelas mesmas, representando uma variação de números bastante definida: (TORRES, 2001).

  1. Nibble: 4 bits (24 = 16 variações)
  2. Byte: 8 bits (28 = 256 variações)
  3. Word: 16 bits (216 = 65.536 variações)
  4. Double Word = 32 bits (232 = 4.294.967.296 variações)
  5. Quad Word = 64 bits (264 = 18.446.744.073.709.551.616 variações)

O número máximo que pode ser expresso por palavra binária é determinado pela quantidade de bits que ela formada, sendo assim, com um byte é possível representar 256 números (28), por exemplo. Os números “inteiros” em binário, pelo fato de ser utilizada a base 2 ao invés da base 10, quando representados em decimal parecem “quebrados”. Por exemplo, 1.024 é um número inteiro em binário, pois representa 27, sendo que o valor “inteiro” equivalente a ele em decimal seria 1000.

O sufixo K (kilo-), que, em decimal, representa 1.000 vezes (como em Km e Kg), em binário representa 210 vezes (1.024). Logo, 1 Kbyte representa 1.024 bytes, 2 Kbytes representam 2.048 bytes e assim sucessivamente. Do mesmo modo, o sufixo M (mega-) representa 220 vezes (1.048.576) e o sufixo G (giga-) representa 230 vezes (1.073.741.824), diferenciando-se completamente da representação decimal (TORRES, 2001, p. 7). Conforme tabelas abaixo:

PotÊncia de 2

Kilo (K)

210

1.024

Mega (M)

220

1.048.576

Giga (G)

230

1.073.741.824

Tera (T)

240

1.099.511.627.776

Peta (P)

250

1.125.899.906.843.624

Exa (E)

260

1.152.921.504.607.870.976

Zeta (Z)

270

1.180.591.620.718.458.879.424

Yotta (Y)

280

1.208.925.819.615.701.892.530.176


PotÊncia de 10

Kilo (K)

103

1.000

Mega (M)

106

1.000.000

Giga (G)

109

1.000.000.000

Tera (T)

1012

1.000.000.000.000

Peta (P)

1015

1.000.000.000.000.000

Exa (E)

1018

1. 000.000.000.000.000.000

Zeta (Z)

1021

1. 000.000.000.000.000.000.000

Yotta (Y)

1024

1. 000.000.000.000.000.000.000.000


O byte é a palavra binária mais utilizada, principalmente porque os microprocessadores passaram a ser largamente utilizados (década de 1970) com modelos de oito bits. Um aspecto fundamental é o de representar as palavras binárias byte e bit. Enquanto abreviamos bit com “b” (b minúsculo), abreviamos byte com “B” (b maiúsculo). Assim, 1 KB é a representação de um kilobyte (1.024 bytes = 8.192 bits), enquanto 1 Kb é a representação de um kilobit (1.024 bits). (TORRES, 2001, p. 9)