Como funciona um computador e o que ele contém?

Os computadores evoluíram de dispositivos simples para itens básicos do século 21 em apenas algumas décadas. Mas, apesar de ser uma tecnologia relativamente nova, a maioria das pessoas não tem ideia de como um retângulo simples - pequeno o suficiente para caber sua mochila - é capaz de tudo, desde matemática complexa até reprodução de vídeo, áudio e execução sofisticada Programas.

Então, como funciona um computador e de quais componentes você precisa para fazer um?

O que é um computador?

Um computador é um dispositivo eletrônico programável capaz de processar informações. Compostos por hardware e software, os computadores operam em dois níveis: recebem os dados por uma rota de entrada, ao vivo ou por meio de uma unidade de armazenamento digital, e enviam uma saída.

Os computadores modernos não devem ser confundidos com a ocupação antiquada dos computadores do século XIX. Embora ambos realizem longos e tediosos cálculos matemáticos e processamento de informações, um é uma pessoa e o outro é uma máquina.

Como funciona um computador?

Um computador processa a entrada para produzir a saída desejada, mas como uma máquina supera o cérebro humano?

Os computadores convencionais não tentam imitar o cérebro humano. Em vez disso, eles executam comandos sequencialmente, com os dados movendo-se constantemente da entrada e da memória para o processador do dispositivo. Os computadores neuromórficos, por outro lado, processam dados ao mesmo tempo, tornando-os mais rápidos, com eficiência energética e mais próximos da estrutura do cérebro humano.

No geral, um computador funciona em quatro etapas:

1. Entrada: A entrada são os dados antes do processamento. Ele vem do mouse, teclado, microfone e outros sensores externos.
2. Armazenar: O armazenamento é como o computador retém os dados de entrada. O disco rígido é usado para armazenamento de dados em massa e de longo prazo, enquanto o conjunto de dados para processamento imediato é armazenado temporariamente na memória de acesso aleatório (RAM).
3. Em processamento: O processamento é onde a entrada é transformada em saída. A Unidade de Processamento Central (CPU) do computador é seu cérebro. É responsável por executar instruções e realizar operações matemáticas nos dados de entrada.
4. Saída: A saída é o resultado final do processamento de dados. Pode ser qualquer coisa, desde imagens, vídeo ou conteúdo de áudio, até mesmo as palavras que você digita usando um teclado. Você também pode receber a saída por meio de uma impressora ou projetor, em vez de diretamente pelo seu dispositivo.

Os componentes de hardware de um computador

Quanto mais simples for a tarefa de um computador, mais fácil será de construir. É por isso computadores mais antigos são simplistas em comparação com suas contrapartes modernas, com recursos limitados.

Os componentes de hardware são tudo o que você pode tocar e ver fisicamente em um computador, incluindo todos os dispositivos de entrada e saída de teclados, microfones e mouses a telas e alto-falantes.

Hardware também são as partes de processamento físico como armazenamento, CPU, placa gráfica, placa de som, RAM e placa-mãe, todas as quais desempenham um papel importante nos computadores contemporâneos.

Placa-mãe

A placa-mãe é o principal centro de comunicação entre os componentes de hardware do computador. É o circuito principal onde tudo precisa ser conectado fisicamente - exceto aqueles que dependem de Bluetooth ou Wi-Fi. Sem uma placa-mãe, é impossível ter um computador moderno em funcionamento.

CPU

Se a placa-mãe é o hub de comunicação, a CPU é o diretor de comunicação. Ele recebe e interpreta a entrada e as instruções e envia sinais para outros componentes sobre o que fazer exatamente com os dados para a saída desejada. Quanto mais núcleos uma CPU tiver, mais operações ele pode realizar ao mesmo tempo.

RAM

A RAM é o principal assistente da CPU. Em vez de pescar dados em uma unidade de armazenamento consideravelmente grande, a RAM armazena os dados usados ​​pelo sistema operacional, qualquer software em execução e entrada de entrada. Quanto maior a capacidade da RAM, mais software pesado pode ser executado sem diminuir a velocidade do dispositivo.

HDD / SSD

HDD significa Hard Disk Drive. É o componente que armazena permanentemente sua mídia e aplicativos, incluindo o sistema operacional (SO). Eles variam em tamanho e desempenho de algumas centenas de gigabytes (GB) a vários terabytes (TB).

Você também pode encontrar Solid State Drives (SSDs), que são outro tipo de hardware de armazenamento. SSDs e HDDs são úteis para coisas diferentes, e muitos usuários combinam drives para maximizar o desempenho.

Unidade de processamento gráfico

A unidade de processamento gráfico (GPU) é dedicada ao processamento de imagens visuais em seu computador. GPUs poderosas são essenciais para renderizar imagens e gráficos de alta qualidade ou para jogar videogames. O processamento gráfico pode ser seus próprios componentes ou ser integrado à CPU.

Placa de som

Placas de som são responsáveis ​​por processar dados auditivos e enviá-los aos alto-falantes. Da mesma forma, a placa de som pode ser uma peça separada ou integrada à CPU.

Os componentes de software de um computador

Os computadores modernos usam uma combinação de componentes de hardware e software que funcionam juntos para processar entradas e saídas complexas.

Software é uma coleção pré-escrita de instruções que informam ao computador o que fazer. É um programa digital, não um componente físico que pode ser visto ao abrir a tampa de um computador ou laptop.

E, como o hardware do seu computador, diferentes tipos de software desempenham diferentes funções no funcionamento do seu computador.

Firmware

O firmware é onde a linha entre hardware e software fica confusa. É um software fisicamente gravado em uma peça de hardware.

O firmware é a primeira coisa que inicia seu computador quando você o liga, um programa simples que instrui seu computador a iniciar o sistema operacional. Sem ele, seu computador não iniciará seu sistema operacional ou outros componentes, e você ficará preso a um hardware com o qual não consegue se comunicar.

Sistema operacional (SO)

Um sistema operacional é uma parte do software que gerencia os recursos de hardware e software do seu computador. Da mesma forma, sem um sistema operacional, você não pode se comunicar com seu computador, mesmo usando seus dispositivos de entrada.

O Futuro dos Computadores

Os computadores que seguem o modelo de processamento sequencial ficarão cada vez mais baratos, menores, mais rápidos e mais eficientes. No entanto, o design e a arquitetura convencionais dos computadores estão chegando ao limite. Em vez disso, você pode esperar um aumento na arquitetura de computação moderna que não depende da tecnologia primeiro projetado há mais de 50 anos, da perspectiva de computadores neuromórficos a mais acessíveis Quantum computadores.

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