Conhecendo seu computador por dentro

A arquitetura básica de qualquer microcomputador completo, seja um PC, um Macintosh ou um computador de grande porte, é formada por apenas cinco componentes básicos: processador, memória RAM, disco rígido, dispositivos de entrada e saída e softwares.

Processador

É o cérebro do sistema, encarregado de processar todas as informações. Porém, apesar de toda sua sofisticação, o processador não pode fazer nada sozinho. São necessários mais alguns componentes de apoio para se ter um microcomputador funcional: memória, unidades de disco, dispositivos de entrada e saída e finalmente os programas a serem executados.

Memória RAM

É usada pelo processador para armazenar os dados que estão sendo processados, funcionando como uma espécie de mesa de trabalho. A quantidade de memória RAM disponível determina quais atividades o processador poderá executar. Um engenheiro não pode desenhar a planta de um edifício sobre uma carteira de escola. Caso a quantidade de memória RAM disponível seja insuficiente, o microcomputador não será capaz de rodar aplicativos mais complexos.

O IBM PC original, lançado em 1981, por exemplo, possuía apenas 64 Kbytes de memória e por isso era capaz de executar apenas programas muito simples, baseados em texto. Um micro mais moderno possui pelo menos 3 Gigabyte de memória, sendo capaz de executar programas complexos.

A memória RAM é capaz de responder às solicitações do processador em uma velocidade muito alta. Seria perfeita se não fossem dois problemas: o alto preço e o fato de ser volátil, ou seja, de perder todos os dados gravados quando desligamos o micro. Já que a memória RAM serve apenas como um rascunho, usa-se outro tipo de memória para guardar arquivos e programas: a memória de massa.

O principal dispositivo de memória de massa é o disco rígido, onde ficam guardados programas e dados enquanto não estão em uso ou quando o micro é desligado. Pen drives e DVD-ROMs também são ilustres representantes dessa categoria de memória.

Para compreender a diferença entre a memória RAM e a memória de massa pode-se imaginar uma lousa e uma estante cheia de livros com vários problemas a serem resolvidos. Depois de ler os livros (memória de massa), O problema a ser resolvido, o processador usaria a lousa (a memória RAM) para resolvê-lo. Assim que um problema é resolvido, o resultado é anotado no livro e a lousa é apagada para que um novo problema possa ser resolvido. Ambos os dispositivos são igualmente necessários.

Os sistemas operacionais atuais, incluindo a família Windows, permitem usar o disco rígido para gravar dados caso a memória RAM se esgote recurso chamado de memória virtual. Utilizando este recurso, mesmo que a memória RAM esteja completamente ocupada, o programa será executado, porém muito lentamente, devido à lentidão do disco rígido. Para permitir a comunicação entre o processador e os demais componentes do micro, assim como entre o micro e o usuário, têm-se os dispositivos de I/O input/output ou “entrada e saída”. Estes são os olhos, ouvidos e boca do processador, por onde ele recebe e transmite informações.

Existem duas categorias de dispositivos de entrada e saída:

Como toda máquina, um microcomputador por mais avançado que seja não é capaz de raciocinar ou fazer nada sozinho. Ele precisa ser orientado a cada passo. É justamente aí que entram os programas, ou softwares, que orientam o funcionamento dos componentes físicos do micro, fazendo com que ele execute as mais variadas tarefas, de jogos a cálculos científicos.

Os programas instalados determinam o que o micro “saberá” fazer. Se você quer ser um engenheiro, primeiro precisará ir à faculdade e aprender a profissão. Com um micro não é tão diferente assim, porém o “aprendizado” não é feito por meio de uma faculdade, mas sim por meio da instalação de um programa de engenharia, como o AutoCAD.

Se você quer que o seu micro seja capaz de desenhar, basta “ensiná-lo” por meio da instalação de um programa de desenho, como o Corel Draw! E assim por diante. Toda a parte física do micro: processadores, memória, discos rígidos, monitores, enfim, tudo que se pode tocar, é chamado de hardware, enquanto os programas e arquivos armazenados são chamados de software.

Existem dois tipos de programas: chamados de software de alto nível e software de baixo nível. Essas designações não indicam o grau de sofisticação dos programas, mas sim o seu envolvimento com o hardware. O processador não é capaz de entender nada além de linguagem de máquina, instruções relativamente simples, que ordenam a ele que execute operações matemáticas, como soma e multiplicação, além de algumas outras tarefas, como leitura e escrita de dados, comparação, etc.

Como é extremamente difícil e trabalhoso fazer com que o processador execute qualquer coisa escrevendo programas diretamente em linguagem de máquina, usa-se pequenos programas, como o BIOS e os drivers de dispositivos do Windows para executar as tarefas mais básicas, funcionando como intermediários ou intérpretes entre os demais programas e o hardware.

Esses programas são chamados de software de baixo nível. Todos os demais aplicativos, como processadores de texto, planilhas, jogos, etc., rodam sobre esses programas residentes, não precisando acessar diretamente o hardware, sendo por isso chamado de software de alto nível. Não se pode esquecer o próprio sistema operacional, que funciona como uma ponte entre o hardware e o usuário, automatizando o uso do microcomputador e oferecendo uma base sólida a partir da qual os programas podem ser executados.

Continuando com os exemplos anteriores, o sistema operacional poderia ser definido como a “personalidade” do micro. Um micro rodando o Linux, por exemplo, dificilmente seria tão amigável e fácil de operar quanto outro micro rodando o Windows Sevem, por exemplo. Por outro lado, esse último dificilmente seria tão estável quanto um terceiro micro rodando o Windows 2003 Server. As diferenças não param por aí: os programas desenvolvidos para rodar sobre um determinado sistema operacional quase sempre são incompatíveis com outros. Uma versão do Corel Draw desenvolvida para rodar sobre o Windows Sevem jamais rodaria sobre o Linux, seria preciso criar uma nova versão do programa.

A interface dos vários sistemas operacionais também é diferente. No MS- DOS, por exemplo, têm-se apenas um prompt de comando baseado em texto, enquanto no Windows têm-se uma interface gráfica baseada em janelas. Essa divisão visa facilitar o trabalho dos programadores, que podem se concentrar em desenvolver aplicativos cada vez mais complexos num espaço de tempo cada vez menor.

Fazer um programinha simples de controle de caixa em uma linguagem de baixo nível, como em linguagem “C” por exemplo, tomaria pelo menos um dia inteiro de trabalho de um programador. Um programa com as mesmas funções, feito em uma linguagem visual (ou de alto nível) como o Visual Basic ou Visual Studio. NET tomaria bem menos tempo, e ainda por cima teria uma interface gráfica muito mais bonita e amigável, já que muitas das funções usadas no programa já estariam prontas.