Como funciona um computador?

    A primeira vista, um computador é composto por um monitor, uma caixa, um rato, um teclado, uma impressora, etc. Dizemos que o monitor e a impressora constituem o dispositivo de output(saída) e o rato e o teclado constituem o dispositivo de input (entrada).

    Se abrimos a caixa de um computador, podemos ver vários elementos que parecem ser ligados entre eles. Este elementos constituem o hardware do computador.

    A primeira coisa que podemos ver é uma placa coberta de vários rectângulos. Esta placa é denominada placa-mãe e os rectângulos são circuitos integrados, também chamados chips.  

Os principais blocos funcionais que se podem encontrar num computador:

• a entidade que processa a informação: o processador. Utilizado para a execução de funções matemáticas, gráficas, de comunicações...

O processador é composto por blocos, cujo os principais são:

• Conjunto de registos para armazenar temporariamente a informação que vem da memória.
• Unidades funcionais para operar sobre as variáveis
• Unidade de controlo que emite a sequência de sinais adequados ao funcionamento do processador e para actuação noutros componentes do computador

•  a entidade que armazena a informação que está a ser processada: a memória principal. É onde é armazenada toda a informação que o CPU vai necessitar de utilizar. Esta informação é organizada em células que podem ser directa e individualmente endereçadas pelo CPU. Cada célula tem normalmente 8 bits de dimensão.

•  as unidades que estabelecem a ligação deste par de entidades com o exterior: o dispositivo de Entrada/Saída, incluindo:
• dispositivos que fazem interface com o utilizador: monitor, teclado, rato, impressora, colunas de som, etc.
• dispositivos que armazenam grandes quantidades de informação, também designados por memória secundária: disco, banda magnética, CD-ROM, etc.
• dispositivos de interface para comunicação com outros equipamentos: interfaces vídeo, placas de rede local, modems, etc.
• dispositivos internos auxiliares, como um temporizador, um controlador de interrupções, um controlador de acessos à memória(DMA), etc.

Indispensável ainda num computador, o barramento é o componente da arquitectura que interliga todos os componentes do computador. Trata-se de um conjunto de condutores eléctricos através dos quais passa três tipos de informação:

• Dados, transferidos bit a bit por cada um dos condutores

•  Endereços, que indicam o local de destino/origem dos dados

• Controlo, como sinais de relógio, sinais de interrupção, etc.

Distinguem-se dois tipos de barramento dentro do computador:

• Barramento Local (ou de Sistema), que interliga sincronamente CPU e memória.

• Barramento de Entrada/Saída, que interliga todos os outros dispositivos ao barramento local.

Slot/Conector

    Qualquer dispositivo externo deve ser interligado com o sistema através do barramento. Existem por norma dispositivos externos, como o teclado, as portas série e paralela, etc. Esses dispositivos são interligados com o sistema através de barramentos E/S internos. Ao contrário destes, há dispositivos externos que não são comuns a todos os computadores e que se torna necessário acrescentar ao sistema ao longo do tempo. Estes barramentos são slots que permite a conecção de novos adaptadores. O adaptador dispõe de um conector normalizado que encaixa no slot respectivo.

Funcionamento básico de um computador

Quando o processador recebe um comando (deverá estar armazenar na memória rápida, no formato codificado associado ao computador, linguagem máquina), vai buscar a instrução à memória, descodifica a informação nela contida e executa a operação especificada.

Dado que o processador entende apenas os comandos em linguagem máquina, é necessário converter os programas escritos em linguagens dos níveis de abstracção  superiores para níveis mais baixos, até chegar à linguagem máquina. Estes tradutores ou conversores de níveis são designados por:

• Assemblers: programas que traduzem os textos escritos em assembly language para linguagem máquina, onde cada comando compreendido pelo processador se encontra codificado em binário.

• Compiladores: programas que traduzem os programas escritos em HLL(High Level Languages como o Java, Pascal, etc.) para um nível de abstracção inferior.