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Introdução

Os processadores (ou CPU, de Central Processing Unit - Unidade Central de Processamento) são chips responsáveis pela execução de cálculos, decisões lógicas e instruções que resultam em todas as tarefas que um computador pode fazer. Por este motivo, são também referenciados como "cérebros" destas máquinas.

Apesar de não haver um número muito grande de fabricantes - a maior parte do mercado está concentrada nas mãos da Intel e da AMD, com companhias como Samsung e Qualcomm se destacando no segmento móvel -, existe uma grande variedade de processadores, para os mais variados fins.

Apesar disso e das diferenças existentes entre cada modelo, a maioria dos chips compartilha determinadas características. Com base nisso, o InfoWester apresenta este texto de introdução aos processadores, onde você conhecerá o significado de conceitos como clock, bits internos, memória cache, uso de dois ou mais núcleos, entre outros.

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O que é processador?

O processador (CPU) é um chip normalmente feito de silício que responde pela execução das tarefas cabíveis a um computador. Para compreender como um processador trabalha, é conveniente dividirmos um computador em três partes: processador, memória e um conjunto de dispositivos de entrada e saída (ou I/O, de Input/Output). Neste último, encontra-se qualquer item responsável pela entrada ou saída de dados no computador, como telas, teclados, mouses, impressoras, scanners, discos rígidos, etc. Neste esquema, o processador exerce a função principal, já que cabe a ele o acesso e a utilização da memória e dos dispositivos de entrada e saída para a execução das atividades.

Para entender melhor, suponha que você queira que o seu computador execute um programa (software) qualquer. Em poucas palavras, um programa consiste em uma série de instruções que o processador deve executar para que a tarefa solicitada seja realizada. Para isso, a CPU transfere todos os dados necessários à execução de um dispositivo de entrada e/ou saída - como um disco rígido - para a memória. A partir daí, todo o trabalho é realizado e o que será feito do resultado depende da finalidade programa - o processador pode ser orientado a enviar as informações obtidas para o HD novamente ou para uma impressora, por exemplo.

Barramentos

A imagem a seguir ilustra um esquema hipotético (e bastante abstrato) de comunicação entre o processador, a memória e o conjunto de dispositivos de entrada e saída, representando o funcionamento básico do computador. Note que a conexão entre estes itens é indicada por setas. Isso é feito para que você possa entender a função dos barramentos ( bus).

Barramentos em um processador

De maneira geral, os barramentos são responsáveis pela interligação e comunicação dos dispositivos em um computador. Note que, para o processador se comunicar com a memória e o conjunto de dispositivos de entrada e saída, há três setas, isto é, barramentos: um se chama barramento de endereços ( address bus); outro, barramento de dados ( data bus); o terceiro, barramento de controle ( control bus).

O barramento de endereços, basicamente, indica de onde os dados a serem processados devem ser retirados ou para onde devem ser enviados. A comunicação por este meio é unidirecional, razão pela qual só há seta em uma das extremidades da linha no gráfico que representa a sua comunicação.

Como o nome deixa claro, é pelo barramento de dados que as informações transitam. Por sua vez, o barramento de controle faz a sincronização das referidas atividades, habilitando ou desabilitando o fluxo de dados, por exemplo.

Para você compreender melhor, imagine que o processador necessita de um dado presente na memória. Pelo barramento de endereços, a CPU obtém a localização deste dado dentro da memória. Como precisa apenas acessar o dado, o processador indica pelo barramento de controle que esta é uma operação de leitura. O dado é então localizado e inserido no barramento de dados, por onde o processador, finalmente, o lê.

Clock interno

Em um computador, todas as atividades necessitam de sincronização. O clock interno (ou apenas clock) serve justamente a este fim, ou seja, basicamente, atua como um sinal para sincronismo. Quando os dispositivos do computador recebem o sinal de executar suas atividades, dá-se a esse acontecimento o nome de "pulso de clock". Em cada pulso, os dispositivos executam suas tarefas, param e vão para o próximo ciclo de clock.

A medição do clock é feita em hertz (Hz), a unidade padrão de medidas de frequência, que indica o número de oscilações ou ciclos que ocorre dentro de uma determinada medida de tempo, no caso, segundos. Assim, se um processador trabalha à 800 Hz, por exemplo, significa que ele é capaz de lidar com 800 operações de ciclos de clock por segundo.

Repare que, para fins práticos, a palavra kilohertz (KHz) é utilizada para indicar 1000 Hz, assim como o termo megahertz (MHz) é usado para referenciar 1000 KHz (ou 1 milhão de hertz). De igual forma, gigahertz (GHz) é a denominação usada quando se tem 1000 MHz e assim por diante. Com isso, se um processador conta com, por exemplo, uma frequência de 800 MHz, significa que pode trabalhar com 800 milhões de ciclos por segundo.

Neste ponto, você provavelmente deve ter entendido que é daqui que vem expressões como "processador Intel Core i5 de 2,8 GHz", por exemplo.

FSB (Front Side Bus)

Você já sabe: as frequências com as quais os processadores trabalham são conhecidas como clock interno. Mas, os processadores também contam com o que chamamos de clock externo ou Front Side Bus (FSB) ou, ainda, barramento frontal.

O FSB existe porque, devido a limitações físicas, os processadores não podem se comunicar com o chipset e com a memória RAM - mais precisamente, com o controlador da memória, que pode estar na ponte norte ( northbridge) do chipset - utilizando a mesma velocidade do clock interno. Assim, quando esta comunicação é feita, o clock externo, de frequência mais baixa, é que entra em ação.

Note que, para obter o clock interno, o processador faz uso de um procedimento de multiplicação do clock externo. Para entender melhor, suponha que um determinado processador tenha clock externo de 100 MHz. Como o seu fabricante indica que este chip trabalha à 1,6 GHz (ou seja, tem clock interno de 1,6 GHz), seu clock externo é multiplicado por 16: 100 x 16 = 1600 MHz ou 1,6 GHz.

Front Side Bus

É importante deixar claro, no entanto, que se dois processadores diferentes - um da Intel e outro da AMD, por exemplo - tiverem clock interno de mesmo valor - 3,2 GHz, para exemplificar -, não significa que ambos trabalham com a mesma velocidade. Cada processador tem um projeto distinto e conta com características que determinam o quão rápido podem ser. Assim, um determinado processador pode levar, por exemplo, 2 ciclos de clock para executar uma instrução. Em outro processador, esta mesma instrução pode requerer 3 ciclos.

Vale ressaltar também que muitos processadores - especialmente os mais recentes - transferem 2 ou mais dados por ciclo de clock, dando a entender que um chip que realiza, por exemplo, transferência de 2 dados por ciclo e que trabalha com clock externo de 133 MHz, o faz à 266 MHz. Por este e outros motivos, é um erro considerar apenas o clock interno como parâmetro de comparação entre processadores diferentes.

QuickPath Interconnect (QPI) e HyperTransport

Dependendo do processador, outra tecnologia pode ser utilizada no lugar do FSB. Um exemplo é o QuickPath Interconnect (QPI), utilizado nos chips mais recentes da Intel, e o HyperTransport, aplicado nas CPUs da AMD.

Estas mudanças de tecnologias são necessárias porque, com o passar do tempo, a busca por melhor desempenho faz com que os processadores sofram alterações consideráveis em sua arquitetura.

Uma dessas mudanças diz respeito ao já mencionado controlador de memória, circuito responsável por "intermediar" o uso da memória RAM pelo processador. Nas CPUs mais atuais da Intel e da AMD, o controlador está integrado ao próprio chip e não mais ao chipset localizado na placa-mãe.

Com esta integração, os processadores passam a ter um barramento direto à memória. O QPI e o HyperTransport acabam então ficando livres para fazer a comunicação com os recursos que ainda são intermediados pelo chipset, como dispositivos de entrada e saída.

O interessante é que tanto o QuickPath quanto o HyperTransport trabalham com duas vias de comunicação, de forma que o processador possa transmitir e receber dados ao mesmo tempo, já que cada atividade é direcionada a uma via, beneficiando o aspecto do desempenho. No FSB isso não acontece, porque há apenas uma única via para a comunicação.

QPI / HyperTransport

Estas tecnologias sofrem atualizações quando novas famílias de processadores são lançadas, fazendo que com a sua frequência (clock) e a largura de banda (quantidade de bits que podem ser transmitidas por vez), por exemplo, tenham limites maiores em cada nova versão.

Bits dos processadores

O número de bits é outra importante característica dos processadores e, naturalmente, tem grande influência no desempenho deste dispositivo. Processadores mais antigos, como o 286, trabalhavam com 16 bits. Durante muito tempo, no entanto, processadores que trabalham com 32 bits foram muitos comuns, como as linhas Pentium, Pentium II, Pentium III e Pentium 4 da Intel ou Athlon XP e Duron da AMD. Alguns modelos de 32 bits ainda são encontrados no mercado, todavia, o padrão atual são os processadores de 64 bits, como os da linha Core i7, da Intel, ou Phenom, da AMD.

Em resumo, quanto mais bits internos o processador possuir, mais rapidamente ele poderá fazer cálculos e processar dados em geral, dependendo da execução a ser feita. Isso acontece porque os bits dos processadores representam a quantidade de dados que os circuitos desses dispositivos conseguem trabalhar por vez.

Um processador com 16 bits, por exemplo, pode manipular um número de valor até 65.535. Se este processador tiver que realizar uma operação com um número de valor 100.000, terá que fazer a operação em duas partes. No entanto, se um chip trabalha a 32 bits, ele pode manipular números de valor até 4.294.967.295 em uma única operação. Como este valor é superior a 100.000, a operação pode ser realizada em uma única vez.

Você pode saber mais sobre processadores de 64 bits neste texto.

Memória cache

Os processadores passam por aperfeiçoamentos constantes, o que os tornam cada vez mais rápidos e eficientes, como você já sabe. No entanto, o mesmo não se pode dizer das tecnologias de memória RAM. Embora estas também passem por constantes melhorias, não conseguem acompanhar os processadores em termos de velocidade. Assim sendo, de nada adianta ter um processador rápido se este tem o seu desempenho comprometido por causa da "lentidão" da memória.

Uma solução para este problema seria equipar os computadores com um tipo de memória mais sofisticado, como a SRAM ( Static RAM). Esta se diferencia das memórias convencionais DRAM ( Dynamic RAM) por serem muito rápidas. Por outro lado, são muito mais caras e não contam com o mesmo nível de miniaturização, sendo, portanto, inviáveis. Apesar disso, a ideia não foi totalmente descartada, pois foi adaptada para o que conhecemos como memória cache.

A memória cache consiste em uma pequena quantidade de memória SRAM embutida no processador. Quando este precisa ler dados na memória RAM, um circuito especial chamado "controlador de cache" transfere blocos de dados muito utilizados da RAM para a memória cache. Assim, no próximo acesso do processador, este consultará a memória cache, que é bem mais rápida, permitindo o processamento de dados de maneira mais eficiente.

Se o dado estiver na memória cache, o processador a utiliza, do contrário, irá buscá-lo na memória RAM. Perceba que, com isso, a memória cache atua como um intermediário, isto é, faz com que o processador nem sempre necessite chegar à memória RAM para acessar os dados dos quais necessita. O trabalho da memória cache é tão importante que, sem ela, o desempenho de um processador pode ser seriamente comprometido.

Os processadores trabalham, basicamente, com dois tipos de cache: cache L1 ( Level 1 - Nível 1) e cache L2 ( Level 2 - Nível 2). Este último é, geralmente mais simples, costuma ser ligeiramente maior em termos de capacidade, mas também um pouco mais lento. O cache L2 passou a ser utilizado quando o cache L1 se mostrou insuficiente.

Antigamente, um tipo se distinguia do outro pelo fato de a memória cache L1 estar localizada junto ao núcleo do processador, enquanto que a cache L2 ficava localizada na placa-mãe. Atualmente, ambos os tipos ficam localizados dentro do chip do processador, sendo que, em muitos casos, a cache L1 é dividida em duas partes: "L1 para dados" e "L1 para instruções".

Vale ressaltar que, dependendo da arquitetura do processador, é possível encontrar modelos que contam com um terceiro nível de cache ( L3). O processador Intel Core i7 3770, por exemplo, possui caches L1 e L2 relativamente pequenos para cada núcleo (o aspecto dos múltiplos núcleos é explicado no próximo tópico): 64 KB e 256 KB, respectivamente. No entanto, o cache L3 é expressivamente maior - 8 MB - e, ao mesmo tempo, compartilhado por todos os seus quatros núcleos.

Processador Core i7 3770 - Imagem por Intel

Mas o cache L3 não é, necessariamente, novidade: a AMD chegou a ter um processador em 1999 chamado K6-III que contava com cache L1 e L2 internamente, característica incomum à época, já que naquele tempo o cache L2 se localizava na placa-mãe, como já explicado. Com isso, esta última acabou assumindo o papel de cache L3.

Processadores com dois ou mais núcleos

Talvez você não saiba, mas é possível encontrar no mercado placas-mãe que contam com dois ou mais slots (encaixes) para processadores. A maioria esmagadora destas placas são usadas em computadores especiais, como servidores e workstations, equipamentos direcionados a aplicações que exigem muito processamento. Para atividades domésticas e de escritório, no entanto, computadores com dois ou mais processadores são inviáveis devido aos elevados custos que arquiteturas do tipo possuem, razão pela qual é conveniente a estes segmentos o uso de processadores cada vez mais rápidos.

Até um passado não muito distante, o usuário tinha noção do quão rápido eram os processadores de acordo com a taxa de seu clock interno. O problema é que, quando um determinado valor de clock é alcançado, torna-se mais difícil desenvolver outro chip com clock maior. Limitações físicas e tecnológicas são os principais motivos para isso. Uma delas é a questão da temperatura: teoricamente, quanto mais megahertz um processador tiver, mais calor o dispositivo gerará.

Uma das formas encontradas pelos fabricantes para lidar com esta limitação consiste em fabricar e disponibilizar processadores com dois núcleos ( dual core), quatro núcleos ( quad core) ou mais ( multi core). Mas, o que isso significa?

CPUs deste tipo contam com dois ou mais núcleos distintos no mesmo circuito integrado, como se houvesse dois (ou mais) processadores dentro de um chip. Assim, o dispositivo pode lidar com dois processos por vez (ou mais), um para cada núcleo, melhorando o desempenho do computador como um todo.

Note que, em um chip de único núcleo ( single core), o usuário pode ter a impressão de que vários processos são executados simultaneamente, já que a máquina está quase sempre executando mais de uma aplicação ao mesmo tempo. Na verdade, o que acontece é que o processador dedica determinados intervalos de tempo a cada processo e isso acontece de maneira tão rápida, que se tem a impressão de processamento simultâneo.

Processadores multi core oferecem várias vantagens: podem realizar duas ou mais tarefas ao mesmo; um núcleo pode trabalhar com uma velocidade menor que o outro, reduzindo a emissão de calor; ambos podem compartilhar memória cache; entre outros.

A ideia deu tão certo que, hoje, é possível encontrar processadores com dois ou mais núcleos inclusive em dispositivos móveis, como tablets e smartphones. Na verdade, a situação se inverteu em relação aos anos anteriores: hoje, é mais comum encontrar no mercado chips multi core do que processadores single core.

É interessante reparar que os núcleos de um processador não precisam ser utilizados todos ao mesmo tempo. Além disso, apesar de serem tecnicamente iguais, é possível fazer com que determinados núcleos funcionem de maneira alterada em relação aos outros.

Um exemplo disso é a tecnologia Turbo Boost, da Intel: se um processador quad core, por exemplo, tiver dois núcleos ociosos, os demais podem entrar automaticamente em um modo "turbo" para que suas frequências sejam aumentadas, acelerando a execução do processo em que trabalham.

A imagem abaixo exibe uma montagem que ilustra o interior de um processador Intel Core 2 Extreme Quad Core (núcleos destacado na cor amarela):

Processador Core 2 Extreme Quad Core - Imagem original por Intel

TDP (Termal Design Power)

Se você já olhou um desktop ou um notebook aberto, por exemplo, pode ter reparado que, sobre o processador, há um dispositivo de metal chamado "dissipador" que muitas vezes é acompanhado de uma espécie ventilador ( cooler).

Estes dispositivos são utilizados para amenizar o intenso calor gerado pela potência, isto é, pelo trabalho do processador - se este aspecto não for controlado, o computador pode apresentar instabilidade e até mesmo sofrer danos.

Acontece que cada modelo de processador possui níveis diferentes de potência, principalmente porque esta característica está diretamente ligada ao consumo de energia: pelo menos teoricamente, quanto mais eletricidade for utilizada, maior será o calor resultante.

É aí que o TDP ( Thermal Design Power - algo como Energia Térmica de Projeto) entra em cena: trata-se de uma medida em Watts (W) criada para indicar estimativas de níveis máximos de energia que um processador pode requerer e, portanto, dissipar em forma de calor. Assim, o usuário consegue saber quanto determinada CPU exige em relação à potência e fabricantes podem produzir coolers, dissipadores e outros equipamentos de refrigeração adequados a este chip.

Obviamente, quanto menor o TDP de um processador, melhor.

ACP (Average CPU Power)

Criada pela AMD, o ACP ( Average CPU Power - algo como Potência Média da CPU) é uma medida bastante semelhante ao TDP, mas é calculada de maneira ligeiramente diferente, de forma a indicar níveis de potência mais próximos do consumo real, em vez de estimativas máximas.

Os valores de ACP também são indicados em Watts. Assim como no TDP, quanto menor o ACP, melhor.

APU (Accelerated Processing Units)

Entre as inovações mais recentes no segmento de processadores está a APU ( Accelerated Processing Unit - Unidade de Processamento Acelerado), nome criado para identificar chips que unem as funções de CPU e GPU. Sim, é como se houvesse dois produtos em um só: processador e chip gráfico da placa de vídeo.

Há várias vantagens no uso de uma APU: menor consumo de energia, maior facilidade para incluir CPU e GPU em dispositivos portáteis, possibilidade de uso da APU em conjunto com uma placa de vídeo para aumentar o poder gráfico do computador, entre outros.

Como a APU não tem memória dedicada, tal como as placas de vídeo, é necessário fazer uso da memória RAM do computador. A princípio, esta característica compromete o desempenho, mas o fato de o controlador de memória também estar integrado à CPU, tal como já mencionado, tende a compensar esta peculiaridade. Assim, é possível inclusive o uso de uma GPU mais avançada na APU, apesar de os primeiro modelos serem bastante "básicos" em relação a este aspecto.

É válido frisar que o nome APU é amplamente utilizado pela AMD, mas a Intel, apesar de evitar esta denominação, também possui chips do tipo, como mostra a seguinte imagem:

Visão interna (die) de um processador da família Ivy Bridge. Observe a posição da GPU e dos demais elementos do chip - Imagem por Intel

Parte 2

Na segunda parte deste texto, você conhecerá alguns detalhes da fabricação dos processadores, além de entender conceitos como encapsulamento e miniaturalização:
Escrito por Emerson Alecrim - Publicado em 11_07_2008 - Atualizado em 26_07_2012

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Processadores: clock, bits, memória cache e múltiplos núcleos

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Os processadores (ou CPU, de Central Processing Unit - Unidade Central de Processamento) são chips responsáveis pela execução de cálculos, decisões lógicas e instruções que resultam em todas as tarefas que um computador pode fazer. Por este motivo, são também referenciados como "cérebros" destas máquinas.

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Cinco décadas depois de revolucionar o mercado, o Intel 4004 é um símbolo do ritmo galopante do mundo computacional. Em 15 de novembro de 1971, a empresa lançava seu primeiro microprocessador disponibilizado comercialmente, com 2 mil transistores, pouco perto das peças atuais, que chegam às dezenas de bilhões em uma superfície de alguns centímetros quadrados. Agora, essa tecnologia está cara a cara com novos paradigmas.

Ao voltar 50 anos no tempo, o passo histórico da Intel se mostrou um marco para a indústria, indicando o caminho de uma série de inovações que possibilitam processadores superpotentes na palma da mão, dentro dos celulares, e também em diversos equipamentos da vida cotidiana.

"Muito simplório para os dias atuais, com 4 bits, o 4004 conseguia fazer somente números inteiros de 0 a 15. Era uma capacidade de representação numérica muito limitada. Mas, na época, foi uma revolução", diz Eduardo Todt, engenheiro eletrônico e professor de Arquitetura da Computação na Universidade Federal do Paraná (UFPR).

Desde o invento, foi possível criar softwares para centralizar as tarefas. Foi na calculadora eletrônica a primeira aplicação do microprocessador.

"O 4004 teve papel transformador na indústria tecnológica e na vida das pessoas. Foi como um motor da transformação digital", afirma Carlos Augusto "Guto" Buarque, diretor de marketing da Intel Brasil.

Para ele, a vida conectada - desde o uso cotidiano de desktops, passando pelos conceitos de internet das coisas, casa inteligente e machine learning, até chegar ao emprego de supercomputadores para fazer simulações complexas - é consequência da evolução dos microprocessadores aliada a outras tecnologias.

O que temos hoje, poucos escritores de ficção científica imaginavam lá nos anos 1970
Carlos Augusto Buarque, diretor da Intel Brasil

A calculadora que revolucionou hardware e software

O Intel 4004 nasceu a partir de uma demanda da fabricante japonesa Nippon Calculating Machine. Em 1969, ela pediu à Intel a criação de um conjunto de circuitos integrados para sua nova calculadora.

O projeto original previa 12 processadores, mas a equipe da Intel - Federico Faggin, "Ted" Hoff e Stan Mazor - optou por criar um conjunto de quatro processadores. Um deles era o que incorporava a CPU (central processing unit) 4004.

O processador, do tamanho de uma unha humana, podia ser programado de maneira mais flexível e, por isso, podia executar mais do que uma única tarefa - como calcular a raiz quadrada de um número.

"O 4004 podia ser usado de uma maneira mais customizável por software. Então, ele representou uma revolução tanto para o hardware quanto para o software ", opina Buarque.

Lei de Moore: viva, morta ou transformada

Alguns anos antes do lançamento do Intel 4004, em 1965, Gordon Moore, cofundador da multinacional, escreveu um artigo em que previu que a complexidade dos componentes de um circuito integrado dobraria a cada ano. A observação ficou conhecida como Lei de Moore.

Em 1975, quatro anos após o surgimento do microprocessador, Moore revisou a lei, fazendo uma previsão de que a cada dois anos haveria, com o mesmo custo, em uma placa de circuito, o dobro de transistores - unidades básicas de um circuito eletrônico, que funcionam como uma chave que liga e desliga o circuito, fazendo operações lógicas.

Isso significa que, segundo a lei, os processadores seriam cada vez mais potentes e os transistores seriam fabricados em tamanhos progressivamente menores.

A previsão se concretizou e, mais do que isso, tornou-se uma meta que as indústrias almejavam atingir. Dessa forma, a busca pelo aumento da capacidade de processamento dos computadores, nas proporções descritas por Moore, provocou uma expansão no desenvolvimento tecnológico.

No entanto, as taxas não podem, em princípio, ser mantidas indefinidamente, uma vez que deve haver um limite para a redução do tamanho dos transistores. Essa ponderação trouxe à tona o debate acerca da possível morte da Lei de Moore.

"Faz uns 30 anos que a gente acha que está no limite da capacidade técnica", comenta Todt. O professor acredita que, em algum momento, esse máximo será alcançado, mas não se arrisca a apostar em uma data.

Enquanto o fim não se concretiza, os transistores continuam diminuindo, chegando a tamanhos como cinco nanômetros (cada nanômetro equivale a 10⁻⁹ metro), como o produto que deve ser lançado em 2022 pela Advanced Micro Devices (AMD).

Na Intel, ainda não se cogita estabelecer um limite quanto ao tamanho, muito menos se considera a morte da Lei de Moore, uma vez que a multinacional relaciona a previsão do seu cofundador muito mais à curva de desempenho dos processadores do que ao tamanho dos transistores.

Aqui, nós sabemos que a Lei de Moore não morreu. Existem diversas novas tecnologias que permitem que a gente continue inovando
Carlos Augusto Buarque, diretor da Intel Brasil

E são múltiplas as alternativas pensadas para "superar" a Lei de Moore e encontrar novas formas de dar continuidade à inovação e ao aumento da capacidade de processamento.

Todt cita o processamento paralelo (que acontece, simultaneamente, a partir de vários núcleos) e os circuitos integrados verticais (quando se posiciona um transistor sobre o outro).

Outras alternativas consideradas pelas big techs são a computação quântica, a computação neuromórfica, novos layouts de transistores (buscando melhor desempenho e menor consumo de energia) e a substituição do silício por outros materiais que poderiam ser usados nas placas, como o grafeno.

"No caso do grafeno, há muitas questões a se pensar, como de onde ele vem, qual é o custo e quais são as vantagens", enumera Buarque. "Hoje, ainda não podemos dizer que o grafeno é o material que vai substituir o silício."

Desafios e vantagens da computação quântica

Diferentemente dos computadores tradicionais, que registram informações a partir da passagem das correntes elétricas que atravessam os transistores, os computadores quânticos obtêm essas informações a partir de fenômenos relacionados a átomos, fótons ou partículas subatômicas.

Esse tipo de computação é uma alternativa para o desenvolvimento tecnológico, embora implique em novos desafios. Entre eles, Todt cita a necessidade de que esses computadores estejam em ambientes controlados, mantidos em temperaturas baixíssimas, como -272°C.

Outro desafio é a demanda de uma nova maneira de pensar em criptografia, uma vez que as formas de proteção de dados que existem hoje deixariam de ser eficazes.

"Toda a segurança que temos é baseada em algoritmos, em coisas muito difíceis de serem calculadas. Se você tem computação quântica, você consegue fazer esses cálculos na hora, e acabou a criptografia atual", destaca o professor.

Para Buarque, a computação quântica ainda está longe de substituir a tradicional, devido à complexidade e aos altos custos. Ainda assim, ela pode trazer vantagens. "Mesmo que os computadores quânticos fiquem restritos a data centers, eles podem ter consequências diretas para as pessoas, resultando, por exemplo, em mais conectividade e em aplicações médicas que possam gerar remédios personalizados", comenta.

"Estamos com a computação quântica no horizonte, mas não estamos perto ainda", diz Todt. "Eu não diria que em cinco anos haverá grandes computadores quânticos ou coisa assim. Mas a gente pode ser surpreendido por alguma outra tecnologia", supõe.

Além da quântica, um tipo de computação em estudos é a neuromórfica, com circuitos eletrônicos que imitam a forma como o cérebro humano funciona.

O padrão buscado nesse modelo não se concentra na rapidez de processamento e de cálculo como nos computadores convencionais, mas tem maior eficiência em outros tipos de tarefas, como no reconhecimento de objetos. "Essa é mais uma área que pode trazer revolução tecnológica", diz Buarque.

Já Luciano Silva, cientista da computação e professor de Ciência da Computação do Insper, aponta três linhas de pesquisa - algumas mais, outras menos desenvolvidas - que surgem como tendências para o futuro da computação: processadores quânticos, fotoeletrônicos (baseados em luz) e bioeletrônicos.

Neste último caso, que parece o mais distante da atualidade para Silva, o silício é substituído por DNA, RNA ou proteínas. "A vantagem desses computadores moleculares é que, nesses materiais, consigo colocar bem mais informação do que 0 e 1", explica.

Leia destaques do CNN Brasil Business

O impacto ambiental de inovações com alto poder de processamento

Está em montagem atualmente, na AMD, um supercomputador com GPUs (graphics processing units) com 58 bilhões de transistores. O equipamento deve ser capaz de fazer 10¹⁸ cálculos por segundo.

Se todos os seres humanos fizessem um cálculo por segundo, nós levaríamos sete anos para fazer os cálculos que esse computador faz em um segundo
Sergio Santos, country manager da AMD

É uma tecnologia que tem implicações práticas no cotidiano das pessoas. "Parece estar na estratosfera, mas está na vida real", assegura Santos.

É com base nos problemas do dia a dia que o ser humano por trás das máquinas busca a inovação tecnológica. "O valor da tecnologia está em como ela melhora a vida das pessoas. Ela existe para encontrar respostas para os problemas que temos", diz Buarque.

Ele acredita que algumas das inovações que poderão trazer soluções no futuro são aparelhos que possam captar sons ambiente e transmiti-los ao cérebro, auxiliando pessoas com deficiência auditiva, e a criação de medicamentos personalizados, com base nas características e necessidades de cada pessoa.

"Isso requer um poder de processamento gigante", afirma. "Para não sair caro, é preciso que a tecnologia seja massificada."

Segundo Santos, esse enorme poder de processamento significa que simulações gigantescas, que antes demorariam meses para serem concluídas, podem passar a demorar horas ou dias. Isso impactaria diversos setores, como o farmacêutico, uma vez que os remédios poderiam ser produzidos e testados mais rapidamente.

Outro exemplo são os crash tests (testes de impacto) da indústria automobilística. "Podemos fazer milhares de simulações virtuais antes de fazer as simulações no mundo real, amassando metal. Com essa tecnologia, conseguimos produtos mais seguros, de forma mais rápida", diz o gerente nacional da AMD.

Ele ressalta que esses testes também são usados na produção de vacinas. "Vimos pessoas desconfiadas porque, antigamente, levava-se anos para produzir uma vacina, e agora leva-se meses. Mas isso se deve ao aumento do poder computacional, que é usado justamente para isso, para acelerar esses processos", argumenta.

Com o crescimento do poder computacional, de acordo com Santos, é preciso levar em conta o impacto ambiental do avanço. "Sabemos que o planeta sofre para gerar energia. Então, temos hoje usuários mais conscientes da questão ecológica", afirma.

Precisamos pensar em reduzir o consumo energético para mantermos nossa vida digital
Sergio Santos, country manager da AMD

As formas de gastar menos energia ou de dispor mais transistores no mesmo espaço, seja em superfície ou empilhados, numa placa de silício ou em outro material, são os desafios que se apresentam para os próximos 50 anos.

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50 anos após 1º processador da Intel, poder dos computadores não tem limites

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Cinco décadas depois de revolucionar o mercado, o Intel 4004 é um símbolo do ritmo galopante do mundo computacional. Em 15 de novembro de 1971, a empresa lançava seu primeiro microprocessador disponibilizado comercialmente, com 2 mil transistores, pouco perto das peças atuais, que chegam às dezenas de bilhões em uma superfície de alguns centímetros quadrados.

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Conheça a história da inovação dos PCs nos últimos 50 anos

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Comemorando seus 50 anos de revolução digital, a Intel apresenta uma linha do tempo de sua história de inovações tecnológicas. Vem com a gente conferir a história dela e da informática juntas!

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Essa semana uma nova falha de segurança nos processadores Intel veio à tona, assim como Meltdown e Spectre, essa nova vulnerabilidade, chamada de CacheOut (que também afeta chips da ARM e IBM), explora brechas de um recurso presentes nos processadores da gigante de Santa Clara, a execução especulativa, que auxilia na performance, mas ao mesmo tempo se mostrou um fator que compromete a segurança de chips, o que é muito grave, principalmente para empresas, e pelo fato de tais brechas afetarem muitas CPUs que já estão totalmente fora de linha.

As falhas foram reveladas pelos pesquisadores da Universidade de Amsterdã, da Universidade Católica de Leuven, da Universidade de Graz, da Universidade de Adelaide e da Universidade de Michigan

Para deixar você mais informado sobre toda situação, conversamos com Guilherme Araújo, Diretor de Serviços da Blockbit, fornecedora de soluções de cibersegurança. Confira abaixo na íntegra:

Qual o principal problema em da execução especulativa dos processadores Intel em relação a segurança dos dados dos usuários?

Para responder à pergunta é necessário explicar primeiro o que é "execução especulativa". Com o objetivo de otimizar o tempo de processamento, as CPUs podem processar partes dos programas e aplicativos que o usuário acessa antes de ser realizada alguma atividade. Portanto, se o usuário for executar determinada atividade, os dados já estão prontos para uso, consequentemente o acesso se torna mais rápido. A execução especulativa permite que esses dados de espera possam ser descobertos por meio de ataques de inferência. A segurança dos dados dos usuários pode ficar exposta, pois os invasores podem ter acesso às informações como senhas, conteúdo de mensagens e o que quer que o processador tenha engatilhado por meio do processamento especulativo.

Como funciona essa nova falha de segurança CacheOut, como ela consegue acessar os dados do cache, e que dados podem ser acessados?

De forma seletiva, o CacheOut é capaz de acessar a informação armazenada no cache L1 do CPU, portanto, o invasor seria capaz de selecionar quais dados são relevantes para roubá-los em um segundo momento. O crítico da falha é que essa nova vulnerabilidade é capaz de passar por cima de todos os recursos de segurança e mitigações que já foram implantados.

O problema é realmente grave tanto para o usuário final quanto o corporativo?

O problema não pode ser considerado como grave. A vulnerabilidade foi cadastrada sob o registro 'CVE-2020-0549' e tem a pontuação 6,5 de 10. Portanto, é uma vulnerabilidade de risco médio.

Os patches via software que a Intel lançou, por exemplo, para Meltdown e Spectre, e agora às que serão lançadas para o CacheOut realmente são eficazes, ou por se tratar de uma falha de design, na concepção dos chips, a solução real é apenas via hardware, isto é, com soluções aplicadas no desenvolvimento?

As correções via software, desenvolvidas pela Intel para a correção do Meltdown e Sprectre, não foram eficazes, por isso, surgiu a falha CacheOut. As correções por software podem sim ser eficazes, mas é necessário um trabalho intenso e com um período de homologação com testes mais robustos em busca de novas falhas, mas isso leva mais tempo. Infelizmente, no mundo atual, as empresas não têm tempo e precisam lanças as correções rápido e que acabam trazendo novos riscos.

Você acredita que as correções por patch irão ocasionar alguma queda de performance nos processadores?

Sim, acredito que a correção irá consumir recurso extra do equipamento. A Intel já havia alertado para as correções das vulnerabilidades Spectre e Meltdown, o ZombieLoad a queda do desempenho poderia variar entre 3% e 9%, dependendo do processador, sistema operacional e tipo de uso.

...

Evidentemente a Intel já está ciente da nova falha de segurança em seus processadores e está preparando patches que serão implementados na forma de atualizações para o sistema operacional ou do microcódigo, com um update de BIOS.

No entanto, assim como foi comentado de forma ostensiva em idos de 2018, com a revelação das falhas Meltdown e Spectre, fica novamente a incerteza da eficácia de updates via software que serão repassados como um solução, mas, como Guilherme comentou na entrevista, as empresas não têm muito tempo para a implementação adequada das soluções por software, elas acabam atuando como um "tampão" e uma forma de uma resposta ao mercado, a solução definitiva acaba aparecendo apenas nos novos processadores que chegarão ao mercado, com revisões em sua concepção.

Cristiano Giuffrida, da Universidade Vrije, Amsterdã, um dos responsáveis pela revelação da vulnerabilidade Cache Out, criticou a forma como a Intel vem tratando esses casos recorrentes que colocam em xeque a segurança dos seus processadores. Os pesquisadores os pesquisadores acreditam que o ataque pode ser usado para interromper a virtualização, o que resultaria em vazamento de dados de máquinas virtuais em execução no mesmo núcleo do processador. Esse ataque pode forçar o SGX (Software Guard Extensions) da Intel a despejar os dados descriptografados em um cache, onde podem ser lidos e analisados ​​usando algumas técnicas.

"A engenharia de segurança da Intel (ou melhor, a falta dela) ainda é normal. Esses problemas não são triviais para corrigir, mas depois de dezoito meses, eles ainda estão esperando que os pesquisadores reúnam provas de conceito de cada pequena variação do ataque para eles? Isso é incrível. Não conhecemos o funcionamento interno da equipe da Intel. Mas não é uma boa olhada do lado de fora, declarou Giuffrida.

A violação do CacheOut afeta os processadores Intel fabricados antes do quarto trimestre de 2018. Neste link você pode conferir a lista completa de processadores afetados pela vulnerabilidade. Até o presente momento, o CacheOut nunca foi explorada fora de um ambiente de laboratório.

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Conversamos com um especialista sobre os problemas de segurança dos processadores Intel

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Essa semana uma nova falha de segurança nos processadores Intel veio à tona, assim como Meltdown e Spectre, essa nova vulnerabilidade, chamada de CacheOut (que também afeta chips da ARM e IBM), explora brechas de um recurso presentes nos processadores da gigante de Santa Clara, a execução especulativa, que auxilia na performance, mas ao mesmo tempo se mostrou um fator que compromete a segurança de chips, o que é muito grave, principalmente para empresas, e pelo fato de tais brechas afetarem muitas CPUs que já estão totalmente fora de linha.

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Outras Partes Importantes dos Computadores

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Outras Partes Importantes dos Computadores

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Por: Sílvia Fagundes de Santana

Componentes Funcionais do Computador

Sumário

Introdução

Hardware Â– Componentes funcionais do computador

Unidade Central de Processamento

Unidade de Controle

Unidade Lógica e Aritmética

Memória

Memória Principal (RAM, ROM)

Memória Secundária

Unidades de Entrada e Saída

Teclado

Vídeo ou Monitor

Caneta Óptica

Impressoras (Matricial, Jato de Tinta, Laser)

Modem

Scanner

Multimídia

Equipamentos de processamento

Placa Mãe

Monitores e Vídeos

O que é o computador?

Um computador é um dispositivo eletrônico controlado por um programa (chamado sistema operacional) , usado para processar dados.

Ele é constituído por componentes eletrônicos, especialmente circuitos integrados, miniaturizados e encaixados em pequeno pedaço de silício, usualmente chamado chip.

Esses circuitos integrados, os chips,são a essênciados computadores modernos, porque são eles que executam todas as operações. Tais operações, que os circuitos integrados executam, são controladas por um programa.

Sem um programa, um computador reduz-se a um conjunto de partes eletrônicas, que nada pode fazer.

Esse programa (o sistema operacional) é um conjunto ordenado de instruções que determina o que o computador deve fazer.

Processamento de dados

Em informática, e mais especialmente em computadores, a organização básica de um sistema será na forma de:

Dispositivos de entrada são os equipamentos através dos quais podemos introduzir dados no computador. Alguns permitem a intervenção direta do homem, como por exemplo, o teclado.

Processamento pode ser definido como sendo a maneira pela qual os dados de entrada serão organizados, modificados, transformados ou agrupados de alguma forma, gerando-se assim uma informação de saída.

Dispositivos de saída são os equipamentos através dos quais são geradas as informações resultantes do processamento. Por exemplo, o monitor de vídeo e a impressora.

Conceitos fundamentais da informática

É chamado de sistema de computação, o conjunto de hardware e software através do qual executamos um processamento.

O HARDWARE é o equipamento físico, representado no computador por suas partes mecânicas, eletrônicas e magnéticas. A máquina em si, tudo o que se pode tocar. Pode ser basicamente formado por: unidade central de processamento, memória e unidades de entrada ou saída de dados.

O SOFTWARE é o conjunto de programas (instruções) que faz com que o computador realize o processamento e produza o resultado desejado.

Para facilitar o entendimento, podemos dizer que um toca discos está para o hardware, assim como a música está para o software, ou seja, o seu equipamento ( hardware) só tem utilidade com o auxílio de programas ( software).

1 Unidade central de processamento (UCP ou CPU)

A unidade central de processamento ou processador central tem por função executar os programas armazenados na memória principal, buscando cada instrução, interpretando-a e depois a executando. Ela compreende duas grandes subunidades, conhecidas como unidade de controle (UC) e unidade lógica e aritmética (ULA), cujas funções serão mais bem descritas a seguir:

1. Unidade de Controle: Essa unidade supervisiona todas as operações do computador, sob a direção de um programa armazenado. Primeiro ela determina que instrução será executada pelo computador, e depois procura essa instrução na memória interna e a interpreta. A instrução é então executada por outras unidades do computador, sob a sua direção.

2. Unidade Lógica e Aritmética: Essa é unidade que executa as operações aritméticas e lógicas dirigidas pela Unidade de Controle.

Operações lógicas são de forma simples, a habilidade de comparar coisas para tomada de decisão.

Esta habilidade para testar (ou comparar) dois números e ramificar para um dos muitos caminhos alternativos possíveis, dependendo do resultado da comparação, dá ao computador muitas força e habilidade e é uma das razões principais para o uso dos computadores digitais em diferentes aplicações, tanto administrativas como técnicas.

2 Memória

A memória é um componente que tem por função armazenar internamente toda informação que é manipulada pela máquina: os programas (conjunto de instruções) e os dados. A capacidade de armazenar um programa é uma característica que permite o processamento automático de dados.

A memória é em geral, classificada em dois grandes tipos:

Memória Principal (MP)

Memória Secundária (MS) ou auxiliar ou de massa

Memória Principal
A memória principal é a memória de armazenamento temporário, que armazena os programas e os dados que estão sendo processados, somente durante o processamento. É uma memória volátil (RAM), pois os dados só permanecem nela armazenados enquanto houver energia elétrica. Na falta de energia, quando o computador for desligada, todos os dados são perdidos.

Há alguns conceitos que devem ser conhecidos para que se possa melhor compreender a memória principal nos computadores atuais:

1.1 RAM Â– Random Access Memory (Memória de Acesso Aleatório ou Randômico)

É usada para o armazenamento temporário de dados ou instruções.

Quando escrevemos um texto num computador, as informações são armazenadas na memória RAM, assim como os dados de entrada.

A RAM também é conhecida como memória de escrita e leitura, pois lemos ou escrevemos informações neste tipo de memória.

1.2 ROM Â– Read Only Memory (Memória só de Leitura)

É usada para armazenar instruções e/ou dados permanentes ou raramente alterados. A informação geralmente é colocada no chip de armazenamento quando ele é fabricado e o conteúdo da ROM não pode ser alterado por um programa de usuário. Por esse motivo é uma memória só de leitura.

A ROM se constitui em um chip que possui um software determinado e não apagável pelo usuário. Desta forma a ROM incorpora as idéias de hardware e software (a isto se dá o nome de firmware).

Portanto, firmware, é um hardware que contém um software já determinado, associando assim as duas capacidades. Ex: fita de videogame

Em resumo, a informação armazenada em ROM não é volátil, ou seja, não é perdida quando o fornecimento de energia externa do computador é interrompido. Já a RAM é volátil, pois as informações armazenadas são perdidas quando a energia é cortada.
Memória Secundária
A memória secundária é a memória de armazenamento permanente, que armazena os dados permanentemente no sistema, sem a necessidade de energia elétrica e, por esse motivo, conhecida como memória não volátil. Ela funciona como complemento da memória principal para guardar dados.

O computador só consegue processar o que está na memória principal, assim como ocorre conosco. Na verdade, só conseguimos processar o que está na nossa memória. Por exemplo, só podemos discar um número telefônico do qual nos lembramos, o qual esteja na nossa memória. Se não lembrarmos, temos que recorrer a uma memória auxiliar, representada neste caso por uma agenda telefônica e só então estaremos em condições de discar.

Como exemplos de memória secundária podemos citar o disquete, o disco rígido e o CD-ROM.

Unidades de Entrada e Saída

Os dispositivos de E/S (Entrada e Saída) servem basicamente para a comunicação do computador com o meio externo. Eles provêem o modo pelo qual as informações são transferidas de fora para dentro da máquina, e vice-versa, além de compatibilizar esta transferência através do equilíbrio de velocidade entre os meios diferentes. Entre estes componentes podemos mencionar o teclado, o vídeo e a impressora.

1. Teclado (Periférico de Entrada): É sem dúvida o mais importante meio de entrada de dados, no qual estabelece uma relação direta entre o usuário e o equipamento.

2. Drive (Periférico de Entrada e Saída): Conhecido também como "Unidade de Disco" ou "acionador", o drive, tem como função fazer o disco girar (dentro do envelope) numa velocidade constante e transferir programas ou dados do disco para o computador. Essa operação é feita através de uma cabeça de leitura e gravação que se move para trás e para frente na superfície do disco. Os dados gravados em disco podem ser lidos e utilizados como fonte de consulta em uma operação futura.

3. Winchester, Disco Rígido ou HD (Periférico de Entrada e Saída): Semelhantemente aos drives em utilização e funcionamento, tem como principal diferença, a inviolabilidade, a maior capacidade de armazenamento e a maior velocidade de operação.

É composto por uma série de discos de material rígido, agrupados em um único eixo, possuindo cada disco um cabeçote. Os cabeçotes flutuam sobre a superfície do disco apoiados num colchão de ar, isso significa que eles devem ser conservados em caixas hermeticamente fechadas para evitar problemas causados pela poeira e outros elementos estranhos.

As unidades winchester devem receber um cuidado maior por guardarem maiores quantidades de informações, pois qualquer trepidação pode fazer com que o cabeçote encoste-se ao disco, danificando os dados.

4. Vídeo ou Monitor (Periférico de Saída): Utilizado basicamente para a saída de informações, o vídeo é o canal por onde o computador apresenta informações ao operador. Em geral é conectado à placa de sistema por meio de um adaptador monocromático de alta-resolução ou por um adaptador colorido-gráfico.

5. Caneta Óptica (Periférico de Entrada): A caneta óptica é um instrumento cilíndrico bastante parecido com uma caneta comum (daí seu nome), que tem um fio semelhante ao de um telefone em uma das extremidades. Quando se encosta a caneta óptica na tela, o computador é capaz de detectar exatamente a posição apontada (em alguns sistemas pressiona-se a caneta na tela, para ativar o interruptor existente em seu interior).

A caneta óptica nada mais é do que um sensor óptico, que ao ser apontada na tela do monitor, a coincidência da varredura no ponto onde está a caneta provoca um mapeamento da tela e, portanto, permite até desenhar diretamente na tela.

A caneta óptica é usada mais comumente para escolher um dos itens mostrados na tela. Reconhecendo o ponto indicado pela caneta, o computador reduz o caracter ou símbolo a que o ponto de refere.

6. Mouse (Periférico de Entrada): Há algum tempo atrás, o único modo de fazer um computador funcionar era registrar uma função através do teclado. Por ser esta uma tarefa cansativa que poderia estar fazendo as pessoas deixarem de utilizar os computadores, os fabricantes encontraram a solução brilhante e simples do "mouse".

O mouse é colocado sobre qualquer superfície plana e, quando se move, movimenta também o cursor na tela com extrema agilidade. Assim, uma pessoa pode fazer um movimento para qualquer parte da tela, pressionar o botão e dar andamento à operação desejada. O mouse é utilizado em programas gráficos para traçar linhas ou "pintar" cores na tela e em programas com grande número de menus de opções.

7. Joystick (Periférico de Entrada): Esse tipo de controle manual foi desenvolvido baseado no manche com que o piloto manobra o avião. Geralmente é utilizado para jogos semelhantes aos fliperamas. A espaçonave, ou qualquer outro objeto controlado na tela pelo joystick, move-se na mesma direção que ele. Quando o joystick é movido para frente, a espaçonave avança na tela. O aparelho tem quatro chaves elétricas dispostas de tal forma que, quando o joystick é movimentado apenas um dos contatos se fecha. Cada chave envia sua própria mensagem para o computador: para cima, para baixo, para e esquerda ou para a direita.

Alguns deles são dotados ainda de um botão lateral de disparo (de mísseis, balas, ou eventos, dependendo do programa usado) para ser operado com a mão que estiver desocupada. Em alguns modelos, no entanto, basta que se aperte um botão disparador com o polegar.
(Periférico de Saída): Existem três tipos principais de impressoras para microcomputador: Matricial (ou de Matriz de Pontos), Jato de Tinta e Laser. São utilizados para a saída de dados.
8.1 Matricial

A tecnologia mais comum de impressão é o da matriz de pontos, que funciona por meio de uma cabeça de impressão contendo um grupo de agulhas. Os caracteres são impressos no papel mediante a combinação dessas agulhas. A vantagem da matriz de pontos está na rapidez e no preço. Entretanto, como as letras e números são feitos com série de pontos, a qualidade da impressão deixa a desejar, além disso, essa impressora faz muito barulho.

Algumas impressoras de matriz de pontos resolvem o problema da má qualidade de impressão gravando os pontos duas ou três vezes. Nesse caso, preenchem os espaços deixados na primeira impressão.

8.2 Jato de Tinta

As impressoras de jato de tinta são de preço um pouco mais elevado que as matriciais. Injetam gotas de tinta (ou bolhas de tintas aquecidas) que formam o caracter a ser impresso. As gotas passam por um eletrodo e recebem carga elétrica. Esse tipo de impressora trabalha com enorme rapidez, tendo capacidade para imprimir muitos caracteres por segundo. Sua qualidade de impressão é muito boa. São muito adequadas à cores.

Sistema semelhante ao utilizado nas máquinas de xerox, por sensibilização do papel e uso de toner para impressão. Possui alta velocidade e alta resolução, tanto na escrita quanto em modo gráfico. Se forem coloridas usam toner de 3 ou 4 cores.

8. Modem (Periférico de Entrada e Saída): O modem é um dispositivo de conversão de sinais, que transmite dados através de linhas telefônicas. A palavra MODEM é derivada das palavras MOdulação e DEModulação.

Modular significa converter pulsos digitais (dígitos) em sinais analógicos (ondas senoidais), para que eles possam percorrer numa linha telefônica.

O modem permite que o computador "converse" com qualquer outro computador do mundo; mais isso só pode acorrer se o outro também tiver um modem. Ele tanto pode ser adaptado a um microcomputador, como ao poderoso equipamento central de uma universidade ou instituição bancária.

A ligação de seu micro a um grande equipamento pode lhe dar acesso a grandes bancos de dados, a serviço de informação e as últimas cotações da bolsa de valores. Se ligar o seu micro ao de seu amigo, vocês podem trocar software, enviar cartas eletrônicas (e-mails) , além de praticar jogos bidirecionais.

9. Scanner Â– Digitalizador de imagem Â– (Periférico de Entrada): Um digitalizador de imagens é um equipamento de entrada de dados, que permite a leitura de imagens a partir de material impresso (revistas, jornais, cartazes), armazenando na memória toda a tela recebida na leitura.

As telas podem, assim, serem modificadas e reproduzidas novamente por equipamentos adequados de impressão. Dessa forma podemos confeccionar cartazes ou qualquer outro tipo de trabalho utilizando fotografias.
Multimídia é uma união de informações, com áudio e vídeo, formando a partir daí um dos mais poderosos recursos digitais utilizados pelo computador.
Também chama-se multimídia aos softwares desenvolvidos especialmente para a utilização destes recursos e podem ser formados a partir de tipos de arquivos diferentes, como: vídeo-clips, músicas digitais, apresentações audiovisuais, animações gráficas, etc.

Para que um microcomputador possa utilizar todas as vantagens que a multimídia oferece, ele precisa de acessórios especiais. Por exemplo, o áudio só será reproduzido pelo computador se o mesmo possuir uma Placa de Som.

Placa de Som é um dispositivo ligado internamente ao computador responsável pela reprodução de sons digitais gerados pelos softwares.

Hoje em dia no mercado, encontramos uma grande variedade de Kits Multimídia, que são pacotes com equipamentos responsáveis pela execução da multimídia no computador. Na maioria deles encontraremos os seguintes itens: uma placa de som, um drive de leitura para CD-ROM, dois cabos para a conexão do drive de CD-ROM à placa de som, duas caixas amplificadas, disquetes para a instalação dos componentes e manuais de instalação e uso. Como equipamentos opcionais encontraremos: um microfone, títulos em CD-ROM multimídia e talvez até uma câmera digital.

Equipamentos de processamento

1. Placa Mãe
O elemento central de um microcomputador é uma placa onde se encontra o microprocessador e vários componentes que fazem a comunicação entre o microprocessador com meios periféricos externos e internos.

No nível físico mais básico, a placa mãe corresponde às fundações do computador. Nela ficam as placas de expansão; nela são feitas as conexões com circuitos externos; e ela é a base de apoio para os componentes eletrônicos fundamentais do computador. No nível elétrico, os circuitos gravados na placa mãe incluem o cérebro do computador e os elementos mais importantes para que esse cérebro possa comandar os seus "membros". Esses circuitos determinam todas as características da personalidade do computador: como ele funciona, como ele reage ao acionamento de cada tela, e o que ele faz.

Dois importantes componentes da Placa Mãe são:

Microprocessador - Responsável pelo pensamento do computador. O microprocessador escolhido, entre as dezenas de microprocessadores disponíveis no mercado, determina a capacidade de processamento do computador e também os sistemas operacionais que ele compreende (e, portanto, os programas que ele é capaz de executar).

Co-processador -
Complemento do microprocessador, o co-processador permite que o computador execute determinadas operações com muito mais rapidez. O co-processador pode fazer com que, em certos casos, o computador fique entre cinco e dez vezes mais rápido.

Monitores e Vídeos
Embora os dois termos sejam usados como sinônimos (e às vezes até em conjunto: monitores de vídeo), na realidade há diferenças importantes entre eles. O vídeo é o dispositivo que produz a imagem, a tela que você vê. O monitor é o aparelho completo, a caixa onde o vídeo está alojado, juntamente com vários circuitos de apoio. Esses circuitos convertem os sinais enviados pelo computador (ou por outro equipamento, como um gravador de videocassete) num formato que o vídeo possa utilizar. Embora a maioria dos monitores funcione segundo princípios semelhantes aos dos aparelhos de televisão (Tubos de Raios Catódios ou CRT), os vídeos podem ser construídos com base em várias tecnologias, incluindo o cristal líquido (LCD) e o que usa o brilho de alguns gases nobres (painéis eletroluminesentes).

Os vídeos e monitores recorrem a diversas tecnologias para produzir imagens visíveis. A maioria dos computadores de mesa emprega sistemas de vídeo apoiados na mesma tecnologia de tubos de raios catódicos da maioria dos aparelhos de televisão. Os computadores portáteis utilizam principalmente vídeos de cristal líquido.

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Por: Sílvia Fagundes de Santana Componentes Funcionais do Computador Sumário Introdução Hardware Â- Componentes funcionais do computador Unidade Central de Processamento Unidade de Controle Unidade Lógica e Aritmética Memória Memória Principal (RAM, ROM) Memória Secundária Unidades de Entrada e Saída Teclado Vídeo ou Monitor Caneta Óptica Impressoras (Matricial, Jato de Tinta, Laser) Modem Scanner Multimídia Equipamentos de processamento Placa Mãe Monitores e Vídeos O que é o computador?