Luciana mieko sunano



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Figura 4 - Estrutura do computador IAS.


Fonte: STALLINGS, 2002, p. 20.

Cada componente da imagem consiste em:


  • Uma memória principal, que armazena dados e instruções.

  • Uma unidade lógica e aritmética (ULA), capaz de realizar operações com dados binários.

  • Uma unidade de controle, que interpreta e executa instruções armazenadas na memória.

  • Dispositivos de entrada e saída (E/S), operados pela unidade de controle. (STALLINGS, 2002, p. 20).



Atualmente, praticamente todos os projetos de computadores, com raras exceções, são fundamentados nos conceitos então desenvolvidos por John von Neumann no Instituto Avançado de Princeton e são conhecidos como Arquitetura von Neumann, que é baseada em três conceitos:

  • Os dados e as instruções são armazenados em uma única memória de leitura e escrita.

  • O conteúdo dessa memória é endereçado pela sua posição, independentemente do tipo de dados nela contidos.

  • A execução de instruções ocorre de modo sequencial (exceto quando essa sequência é explicitamente alterada de uma instrução para a seguinte). (STALLINGS, 2002, p. 55)

Visando uma outra tecnologia base que, diferentemente das válvulas, ocupasse menos espaço, fosse mais barata e dissipasse menos calor, surgiu então, segundo Stallings (2002), a segunda geração de computadores, com a substituição das válvulas por transistores. Essa tecnologia foi inventada pela Bell Laboratories em 1947, revolucionando a indústria eletrônica da época, mas somente no final da década de 50 que os computadores totalmente compostos por transistores começaram a ser oficialmente comercializados. Além da mudança nos componentes eletrônicos, na segunda geração os computadores incluíam software de sistema e começaram a operar com linguagens de programação de alto nível, que “[...] são mais próximas da linguagem natural e guardam pouca similaridade com a linguagem da máquina em que serão executadas” (MEDINA; FERTIG, 2005, p.15).

Entretanto o processo de fabricação dos dispositivos eletrônicos dessa geração, que eram composto por transistores que posteriormente seriam soldados à placas de circuito, era caro e incômodo. Depois de um certo tempo, esse tipo de fabricação começou a trazer problemas para a indústria tecnológica da época, já que cada vez mais os computadores exigiam mais transistores a fim de atender suas respectivas necessidades. Até que em 1958 uma nova técnica revolucionou a eletrônica com a invenção do circuito integrado, iniciando a era da microeletrônica, literalmente ‘eletrônica pequena’, e também a terceira geração dos computadores (STALLINGS, 2002).

Ainda segundo o autor, como o circuito integrado pode ser fabricado com base em um único semicondutor, por exemplo o silício, ao invés de um circuito ser formado por componentes feitos de peças de silício separadas, é possível produzir milhares de transistores, simultaneamente, utilizando somente uma placa de silício.

A partir da quarta e quinta gerações existe menos consenso sobre as definições que separam cada geração, mas elas podem ser distinguidas pela chegada, respectivamente, da integração em grande escala (large scale integration — LSI), na qual era possível colocar mais de mil componentes em somente uma pastilha, e da integração em escala muito grande (very-large-scale integration — VLSI), que atingia mais de 10 mil componentes por pastilha. Já atualmente as pastilhas VLSI suportam mais de 100 mil componentes. Portanto, desde então a tecnologia vem avançando rapidamente e a separação e criação de novas gerações se tornou menos significativa, já que ainda vivemos os resultados dessas últimas gerações.



Segundo Tanenbaum (2007), o computador (Figura 5) é uma máquina capaz de resolver problemas para as pessoas executando instruções que lhe são dadas. Stallings (2002) define que “o computador é composto de um pequeno conjunto de componentes lógicos básicos, que podem ser combinados de vários modos para armazenar dados binários e executar operações aritméticas e lógicas sobre esses dados”, representado na Figura 5. Não há uma regra ou quantidade certa de componentes a serem usados em um sistema computacional específico, para cada aplicação particular pode-se obter uma combinação de componentes lógicos que se adeque melhor à situação.

Figura 5 - O computador: estrutura de alto nível.


Fonte: Adaptado de STALLINGS, 2002, p. 10.



Os principais elementos de um computador, ou sistema computacional, são a unidade central de processamento (central processing unit - CPU), a memória principal, o subsistema de E/S (entrada e saída) e os mecanismos de interconexão entre esses componentes, sendo que cada um deles possui suas respectivas funções, como define Stallings (2002). Segue a definição de cada componente, segundo o autor, e a Figura 6 que representa o sistema computacional em questão:

  • Unidade central de processamento (CPU): controla a operação do computador e desempenha funções de processamento de dados. É muitas vezes chamada, simplesmente, de processador.

  • Memória principal: armazena dados.

  • E/S: transfere dados entre o computador e o ambiente externo.

  • Sistema de interconexão: mecanismos que estabelecem a comunicação entre a CPU, a memória principal e os dispositivos de E/S (entrada/saída). (STALLINGS, 2002, p. 10).


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