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Os componentes básicos de um computador são aqueles de fundamental importância para o correto funcionamento da máquina. Eles podem ser peças separadas encaixadas em vários slots de uma placa-mãe ou, ainda, impressos em uma mesma placa de circuitos. Abaixo, eu estarei descrevendo um pouco de cada um desses componentes.

Processador

O processador, também conhecido como CPU (Unidade Central de Processamento), tem presença fundamental. Ele é dividido em várias partes, sendo as principais a ULA (Unidade Lógica e Aritmética) e a Unidade de Controle.

ULA – Funciona como uma calculadora, capaz de fazer milhares de cálculos por segundo, com habilidades de somar, subtrair, verificar se um número é maior ou menor que outro, se ele é positivo ou negativo.

 Há pouco tempo, a memória da ULA era capaz de fazer cálculos mais “complexos”, como, por exemplo, a raiz quadrada de cinco. Entretanto, percebeu-se que, com cálculos mais simples, poderíamos chegar ao mesmo resultado, só que de forma muito mais rápida e que exigisse muito menos memória.

Unidade de Controle – Ela é a responsável por armazenar a posição da memória que contém a instrução que está sendo calculada.  Possui três funções: busca, decodificação e execução. A unidade busca na memória – função busca –, indica para a ULA qual o próximo cálculo a ser feito – função decodificação – e leva o resultado para aquele espaço na memória novamente – função execução. Feito isso, ela passa para o próximo espaço de memória.





Placa-mãe

A placa-mãe tem como objetivo ligar os diversos componentes de um computador. Ela é responsável pela alimentação energética e pela inicialização e comunicação de um componente com outro. Possui a BIOS, que é uma memória dentro da placa na qual fica armazenado um software responsável por controlar o fluxo de dados dos dispositivos e como eles vão ser iniciados. A BIOS ainda faz uma varredura nos componentes durante a inicialização, à procura de eventuais erros.
Durante um bom tempo, as placas-mãe só eram responsáveis por serem uma ponte de comunicação. Esse quadro mudou quando passou-se a implementar alguns componentes em sua fabricação, diminuindo o espaço, a quantidade de cabos utilizados e o calor gerado, além de aumentar o desempenho e diminuir os custos, por serem fabricados em uma só placa.



Hard Disk (HD)


O Hard Disk, também conhecido como HD, é a parte na qual são armazenados os dados. Por se tratar de uma memória não volátil, as informações nela impressas não são perdidas após o desligamento da máquina.
O HD funciona como um disco que contém uma superfície magnética, composta de moléculas de Óxido de Ferro. Dentro dele, há uma agulha que possui centésimos de milímetros de espessura e uma
bobina de fios responsável por gerar uma carga magnética positiva ou negativa. Ao entrar em contato com as moléculas de ferro, ela muda sua polaridade, alterando a posição dessas moléculas, podendo ter duas posições possíveis, que são denominadas de 0 e 1. A agulha de um HD pode mudar sua polaridade milhares de vezes por segundo para alterar uma sequência de números binários e gravar alguns dados. Para leitura, a agulha, ao invés de alterar a polaridade de algumas moléculas, capta o campo magnético delas, transformando-os em uma sequência de 0 e 1 e, por sua vez, em informação.





Memória RAM

Quando falamos de memória, estamos falando de qualquer tipo de componente que guarde informações, temporariamente ou permanentemente. Mas há um tipo específico de memória, a Random Access Memory, ou “Memória de Acesso Aleatório”, de caráter volátil – isto é, os dados se perdem após o desligamento da máquina. Aliás, essa última característica descrita é o que a diferencia do Hard Disk, além de se tratar de uma memória muito mais rápida.
O termo RAM significa que pode-se pegar qualquer informação de qualquer posição. Essa característica é muito importante, pois quase 100% dos cálculos precisam guardar uma informação já processada para usar depois, e várias vezes ela é reutilizada por um outro cálculo, poupando tempo e processamento ao não precisar refazer aquele cálculo novamente todas as vezes em que for reutilizar.
O sistema é basicamente simples: após um cálculo feito pelo processador, o dado que vai ser utilizado é armazenado em uma parte da memória e endereçado. Toda vez que um software necessitar utilizar essa informação, ele pode usar o endereço para pegar tal informação, até que não seja mais necessário e aquele endereço fique livre para armazenar outra informação.
A vantagem dessa memória é que ela é muito mais rápida e pode ser usada para processar informações que precisam ser guardadas por um breve momento, sem necessidade de ser guardada permanentemente.

Placa de Vídeo

A GPU (Graphics Processing Unit) é responsável por fazer a apresentação do conteúdo ao monitor – ou seja, a imagem que vai ser exibida para o usuário. Ela funciona como um processador, utilizando as informações da memória e transformando-as em funções com posições e cores. Essas posições  fazem com que o monitor saiba qual posição e cor o pixel deve acender, e a junção desses pixels forma a imagem.
Todo esse processo costumava ficar a encargo do processador, que tinha que lidar com os cálculos
dele e dos gráficos ao mesmo tempo. Mas a placa de vídeo, a partir do momento em que se separou do processador, ficou responsável por gerar imagens e efeitos em 3D, e acelerar os cálculos das imagens bidimensionais, aliviando o trabalho do processador. Apesar de termos as placas on-board, que são integradas aos processadores, elas se diferem de quando apenas o processador era responsável por tudo, pois antes os cálculos eram feitos na ULA, e agora são processados em um módulo separado dentro do processado. Esse processamento, porém, torna-se mais lento, pois depende muito da utilização da memória volátil, tendo de compartilhar os barramentos do processador. Essa mecânica difere-se das placas off-board, que tem memória própria e mais rápida, chamada de memória dedicada.






Urna Eletrônica


O site do TRE define o funcionamento da urna eletrônica:
“A urna não tem ligação nenhuma com a internet ou qualquer meio de transmissão de dados. O único cabo que ela possui é o de energia. E ainda se for necessário, ela poderá ficar ligada somente na bateria por mais de 10 horas, por exemplo, caso falte luz.


Então como acontece a retirada de dados da urna? Através de uma mídia móvel, chamada de mídia de resultado. Essa mídia contém os dados de toda a votação, que é o boletim de urna. Encerrada a votação, a urna imprime o resultado da votação daquela seção eleitoral. [...] Após a impressão é retirada a mídia de resultado que será enviada a um dos polos de transmissão. A partir desse momento a transmissão e totalização se tornam auditáveis. ”

Impressoras 3D

As impressoras 3D têm ganhado os holofotes no campo da tecnologia pelos seus recentes barateamentos no custo de aquisição, o que vem deixando esses sistemas embarcados menos “distantes” para uso pessoal. Hoje em dia, já se encontram impressoras 3D a um custo médio de R$ 4.000 reais.

O processo de impressão ocorre da seguinte forma, como ilustra o infográfico:


Drones



Um drone – ou VANT (veículo aéreo não tripulado), como também é conhecido no Brasil – são pequenas aeronaves não tripuladas controladas de forma remota. Inicialmente, os drones eram restritos para uso militar, mas atualmente eles vêm ganhando destaque como um utilitário doméstico.
A configuração de um drone varia de um fabricante a outro, mas em termos computacionais, há uma placa lógica que contém os sistemas de navegação e controle, na própria fuselagem do aparelho. Os drones possuem bateria que tendem a ser pequenas, por questões de peso, o que traz como consequência uma autonomia de bateria pequena. Alguns modelos também trazem navegação por GPS e câmeras – alguns deles até carregam câmeras sofisticadas com gravação de até 4K.
No geral, a característica de um drone que mais chama a atenção do consumidor doméstico é a possibilidade de registrar fotografias e gravar vídeos a partir de ângulos naturalmente inacessíveis, como regiões altas e lugares geográficos irregulares.

Computação de vestir

Computação de vestir vem do inglês wearable computers, e são extremamente úteis para aplicações que exigem um suporte computacional mais complexo do que apenas uma lógica de programação bem entrelaçada com o hardware. Em outras palavras, a “computação de vestir” conecta um gadget ao ser humano de uma maneira mais “direta”, ou seja, reinventa a noção de interação entre o usuário e a máquina.

Veja alguns exemplos:


Google Glass: um óculos desenvolvido pela Google com um sistema Android modificado que permite ao usuário interações com diversos conteúdos em uma “realidade aumentada”, como fazer videoconferências e tirar fotos mediante comandos de voz.


Smartwatches: são os famosos “relógios inteligentes”, que permitem ao usuário uma experiência renovada com o seu smartphone e alguns recursos de assistência médica, como a medição da pressão cardíaca e arterial. Há ainda o detector de distâncias percorridas, muito útil para atletas ou como um norte para quem faz caminhadas.

A denominação de “sistema embarcado” deriva do inglês embedded computing system e pode ser definido, segundo Chueiri et al. (2012), como “[...] sistemas computacionais especialistas [...] constituídos por um conjunto hardware, software e periféricos, sendo responsáveis por uma função específica ou um conjunto restrito de funções específicas. ” O nome embarcado provém “[...] do fato de que estes sistemas são projetados para serem independentes de uma fonte de energia, como uma tomada. ” (CHUEIRI, 2012, p. 3).
Pela definição de Chueiri (2012), fica claro o porquê de um sistema embarcado ser diferente de um sistema de uso mais abrangente, como o computador pessoal. Um sistema embarcado é construído para determinado afim, pré-definido, isto é, ele não ultrapassa aquilo pelo qual foi desenvolvido. Dois elementos podem ser destacados aqui: possuir uma restrição não significa inexistir a possibilidade de um aperfeiçoamento, e ser restrito também não significa ser mais simples de elaboração; muito pelo contrário. Como Barros e Cavalcante (2013) apontam, “ [...] o projeto de tais sistemas tornou-se bem mais complexo, principalmente por envolver uma série de componentes distintos e de natureza heterogênea. O projeto de uma mesma aplicação pode incluir, por exemplo, transistores e instruções de máquina de um processador. ” Em geral, essa complexidade surge das necessidades que as pessoas e empresas buscam soluções no mercado de sistemas embarcados, como “[...] custo e tempo de desenvolvimento, bem como o desempenho do produto final. ” (BARROS & CAVALCANTE, 2013, p. 2). Chueiri (2012) reforça essa complexidade ao defender a dificuldade no desenvolvimento de um software embarcado: “[...] não é uma tarefa fácil, pois se deve ter um cuidado muito grande no desenvolvimento do projeto em relação às demandas de desempenho, espaço e potência consumida. ”
Em síntese, a grande complexidade na construção dos sistemas embarcados está em características tanto físicas como da lógica do mercado. Vamos usar um exemplo que possa ilustrar essa afirmação: se você é um audiófilo e usa um iPod, você quer que a bateria dele seja capaz de reproduzir suas músicas em um intervalo de tempo suficientemente grande sem a necessidade de conectá-lo novamente ao carregador, e que ele seja pequeno e “confortável”. Por outro lado, a competividade no mercado dos players de música exige uma redução drástica no tempo de desenvolvimento e isso gera uma pressão, “[...] que também se deve ao anseio do consumidor por novidades, incentivado, é claro, pelas próprias indústrias”. A lógica do mercado, portanto, traz uma grande consequência: a redução do ciclo de vida dos produtos. “Hoje, novos modelos de aparelho celular são lançados no mercado a cada mês, forçando a retirada de modelos mais antigos das prateleiras das lojas. ” (RAMIREZ & ZEFERINO).


Para realizar esse tipo de conversão, é necessário conhecer o Teorema Fundamental da Numeração, que relaciona um número de sistema numérico posicional qualquer ao seu respectivo valor no sistema decimal. O teorema é escrito da seguinte forma:

... D2 * B2   +   D1 * B +   D0 * B +   D-1 * B-1   +   D-2 * B-2
Onde:

     Dn: Digito do número sendo n relativo à posição em relação a vírgula.
     B: Base do sistema do qual se converte.

Tomando como exemplo o número octal 7125, convertemos ele para decimal usando o teorema, já que a partir dele tiramos todas as informações necessárias. Assim:

7 * 83   +    1 * 82   +   2 * 81   +   5 * 80  =
3584   +   64   +   16   +   5 =
3669
Portanto:
(7125)8  =  (3669)10


Conversão Numérica de Decimal Para um Sistema Qualquer


Já o processo inverso é feito a partir de várias divisões, onde o número a ser convertido é o dividendo, a base do sistema numérico para o qual será convertido é o divisor sempre, e o quociente será o dividendo da próxima divisão a ser feita. Repete-se o processo até que se obtenha um quociente de valor 0. O número convertido será a junção dos restos das divisões de baixo para cima.
Para melhor entendimento, vamos tomar como exemplo o número decimal 815. Vamos convertê-lo para binário usando o método descrito acima:

815 / 2 = 407     Resto: 1
407 / 2 = 203     Resto: 1
203 / 2 = 101     Resto: 1
101 / 2 = 50       Resto: 1
50 / 2 = 25         Resto: 0
25 / 2 = 12         Resto: 1
12 / 2 = 6           Resto: 0
6 / 2 = 3             Resto: 0
3 / 2 = 1             Resto: 1
1 / 2 = 0             Resto: 1

Então:

(815)10  =  (1100101111)2

Referências:

NASCIMENTO, Patrícia Helaine L. Teorema Fundamental da Numeração. Disponível em: <https://sites.google.com/site/senai1ifnoite/teoremafundamentaldanumeracao>.Acesso em: 06 maio 2015.


“Existem 10 tipos de pessoas: as que entendem números binários e as que não entendem.”


Estamos acostumados a falar um número qualquer sem se preocupar em deixar claro de qual sistema numérico ele provém. Nós interpretaríamos no nosso dia a dia o número 10 como se fosse do sistema decimal, porém quem garante que ele não seja do sistema binário e na verdade representasse o número 2? É por isso que, tecnicamente, mostrar um número a esmo é errado e, para evitar esse problema, foi criada uma notação. Portanto, a forma correta de se representar o número 10 do sistema decimal seria da seguinte forma:

1010   ou:   10d

Não obstante, a notação é usada mais frequentemente quando queremos mostrar que dois números de sistema numéricos diferentes representam o mesmo valor. Tomemos como exemplo o número hexadecimal A703, que em decimal vale 42755. Portanto, mostramos essa igualdade da seguinte forma:

(A703)16  =  (42755)10
ou

(A703)h  =  (42755)d

Os Sistemas Numéricos são conjuntos compostos de algarismos e/ou símbolos ( 1, 2, I, II, א, ב) que tem como função representar valores imaginários quaisquer a partir dos números, que são resultados do uso dos algarismos. Cada sistema é munido de um certo número de dígitos, definido como “base”. Por exemplo: o sistema decimal é de base 10 (varia de 0 a 9), e o binário de base 2 (0, 1). Para que algum conjunto de dígitos seja considerado um sistema de numeração, é necessário que ele consiga representar uma quantidade consideravelmente grande de números, dar a cada um deles um significado único e fazer com que eles gozem das estruturas algébricas e aritméticas dos números.

Hoje em dia, praticamente todos os sistemas são de numeração posicional. Esse tipo de sistema tem como característica dar a cada algarismo um certo peso que depende da sua posição ocupada no número. Em sistemas de numeração não posicional, isso não acontece, como, por exemplo, os sistemas chinês e romano.


Além do famoso e universal sistema decimal, há outros sistemas importantes e utilizados para diversos afins, como o hexadecimal (de 0 a 9 e continua de A a F), o octal (de 0 a 7) e o binário (0,1). Existem tantos outros, como o ternário, o sexagesimal, duodecimal, etc.

Referências:

MOURA, Arnaldo Vieira. Sistemas Numéricos. Disponível em:<http://www.ic.unicamp.br/~mc102/aulas/p_arnaldo/texto/cap09_sistemas_numericos.pdf>. Acesso em: 06 maio 2015.
WIKIPÉDIA (Brasil). Sistema de numeração. Disponível em:<https://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_numeração>. Acesso em: 06 maio 2015.
WILLRICH, R. Sistemas Numéricos e a Representação Interna dos Dados no Computador. In: WILLRICH, R. Introdução à Informática. Florianópolis: UFSC. Disponível em: <http://www.inf.ufsc.br/~willrich/Ensino/INE5602/restrito/ii-cap2.PDF>. Acesso em: 06 maio 2015.


Parece inconcebível, por ser tão intrinsecamente associado ao nosso dia a dia, pensar na ideia de que, em algum momento da história, mais especificamente há milhões de anos, o conceito de número como hoje o conhecemos não existia. O número é um conceito de base para a matemática, e sua história é tão longa quanto a dela.

“Primeiramente, os números eram usados de maneira intuitiva. ” (MIYASCHITA, 2002, p. 4). Foi durante o Período Neolítico, quando o ser humano aprendeu a plantar alimentos, e, por consequência, abandonava o estilo de vida nômade para adotar o sedentarismo, que a noção de contagem era algo a se preocupar. Surgia “[...] a necessidade de quantificar coisas, fossem cabeças de um rebanho, número de inimigos ou qualquer outra informação contável. ” (SCHNEIDER, p. 1)
A história nos mostra que “ [...] as primeiras práticas de contagem estavam ligadas ao pastoreio. ” (MIYASCHITA, 2002, p. 4) O homem relacionava os animais de seu rebanho
com pedras, uma para cada um. Quando um novo animal era acrescentado ao grupo, acrescentava-se uma pedra ao conjunto. Da mesma forma, quando um animal morria, o pastor retirava a sua respectiva pedra. Durante os passeios, quando ele deixava os animais soltos, o pastor organizava uma pedra para cada antes de sair. Ao voltarem, ele recontava os animais e notava que, quando não batia com a quantidade de pedras, era porque um ou mais deles desaparecera. Esse raciocínio, portanto, era uma dedução baseada na intuição fornecida pelo que poderíamos chamar aqui de contagem comparativa unitária.
Até aí, contar significava relacionar objetos. Com o surgimento da escrita, em meados de 4.000 a.C., os agrupamentos humanos cresceram e, por elementos em comum desses grupos, definidos em características socioculturais e geográficas, formaram-se as conhecidas “civilizações antigas”. A contagem passou a exercer um papel mais complexo, o que levou a uma necessidade de sistematizar esse processo. O papel da linguagem escrita, nesse plano, foi fator fundamental na transição da contagem comparativa unitária para uma contagem mais “abstrata”, feita com “marcas” e padrões. Essa “nova” contagem, portanto, é um sistema mais organizado de quantificação, um “sistema de signos” que relaciona algo real a uma marca escrita. Essa relação é que define o início da construção do conceito de número e, consequentemente, um “sistema de numeração”. Conceituando:

“Cada civilização desenvolveu o seu sistema de numeração, um sistema numérico. De um modo geral, isto foi feito dispondo os números em grupos convenientes, sendo a ordem de grandeza destes grupos determinada pelo processo de correspondência empregado. O método consistia em escolher um certo número, N, como base e atribuir nomes aos números 1,2...N. para os números maiores do que N os nomes são combinações dos nomes já escolhidos. ” (GARCIA, p. 1-2).


Esses “nomes” são símbolos – por exemplo, podem ser desenhos, como o bastão para 1 e o peixe para 106 no sistema de numeração egípcia; letras, como o I para 1 e o X para 10 no sistema de numeração romana; e escrita ideográfica, como o para 1 e como 7, no sistema de numeração chinesa.


O que hoje representamos como os símbolos para os “números”, comumente, é baseado no sistema numérico hindu-arábico, e são chamados de algarismos indo-arábicos.




Referências:

GARCIA, Vera Clotilde. História dos Números. Disponível em: <http://mat.ufrgs.br/~vclotilde/disciplinas/html/historia_numeros.pdf>. Acesso em 19 nov. 2015.
MIYASCHITA, Wagner Yuwamamoto. Sistemas de Numeração: como funcionam e como são estruturados os números. Bauru: Faculdade de Ciências – UNESP, 2002. Disponível em: <http://wwwp.fc.unesp.br/~mauri/TN/SistNum.pdf>. Acesso em: 19 nov. 2015.
SCHNEIDER, Bertoldo, Jr. Apostila de Sistemas Numéricos. Disponível em: <http://www.facom.ufu.br/~fabiola/GCI007%20-%20Introdu%E7%E3o%20a%20Computa%E7%E3o/sistemas_numericos.pdf>. Acesso em: 19 nov. 2015.

WIKIPÉDIA (Brasil). Algarismos indo-arábicos. Disponível em:< https://pt.wikipedia.org/wiki/Algarismos_indo-ar%C3%A1bicos>. Acesso em: 19 nov. 2015.





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