computador digital. Equipamento ou dispositivo
capaz de armazenar e manipular, lógica e matematicamente, quantidades numéricas
representadas fisicamente. Exemplos de computadores: ábaco, calculadora,
computador analógico, computador digital.
Os computadores modernos surgiram no final da
década de 40 e ocupavam prédios inteiros devido à quantidade de componentes
necessários e ao tamanho dos mesmos. Com o passar dos tempos, esses componentes
diminuíram e ficaram mais baratos, o que possibilitou que um computador pudesse
ser colocado em cima de uma mesa (ou até mesmo ser carregado no bolso) e
qualquer indivíduo pudesse utilizá-lo.
Uma das grandes vantagens do computador é a
sua multifuncionalidade. O computador pode ser utilizado como instrumento de
trabalho, entrenimento, diversão e etc. Instrumento de criação de textos,
imagens, sons e vídeos. Instrumento de fragmentação de informações, banco de
dados. Instrumento de simulação em treinamentos, planilhas, planos de apoio,
gerenciamento de pesquisas. E também como instrumentos de diversão com os
jogos, que a cada dia se tornam mais reais e interativos.
Segundo Pierre Lévy, no livro
"Cibercultura", O computador não é mais um centro, e sim um nó, um
terminal, um componente da rede universal calculante. Em certo sentido, há
apenas um único computador, mas é impossível traçar seus limites, definir seu
contorno. É um computador cujo centro está em toda parte e a circunferência em
lugar algum, um computador hipertextual, disperso, vivo, fervilhante, inacabado:
o ciberespaço em si.
O computador evoluiu em sua capacidade de
armazenamento de informações, que é cada vez maior, o que possibilita a todos
um acesso cada vez maior a informação. Isto significa que o computador agora
representa apenas um ponto de um novo espaço, o ciberespaço. Essas informações
contidas em computadores de todo mundo e presentes no ciberespaço, possibilitam
aos usuários uma acesso à novos mundos, novas culturas, sem a locomoção física.
Com todo este armazenamento de textos, imagens, dados, etc.
Houve também uma grande mudança no
comportamento empresarial, com uma forte redução de custo e uma
descompartimentalização das mesmas. Antes o que era obstante agora é próximo,
as máquinas, componentes do ciberespaço, com seus compartimentos de saída,
otimizaram o tempo e os custos.
Basicamente um computador é composto de um
processador central, capaz de fazer operações lógicas e matemáticas de maneira
absurdamente rápida, dispositivos de entrada e dispositivos de saída. Um
exemplo de dispositivo de entrada é o teclado, e um exemplo de dispositivo de
saída é o monitor, pois todas as operações enviadas através do teclado geram um
tipo de saída no monitor.
Num futuro próximo, com a evolução
tecnológica, os computadores usarão seus microfones para substituir o teclado.
Ainda não serão "inteligentes", mas responderão a comandos de voz,
tornando-se mais simples e acessíveis a todos.
Com o computador, a sociedade muda de uma
forma profunda. O homem passar ter uma visão completamente diferente,pois com
essa maquina surgi novas tecnologias que transforma a relação com o espaço
dando uma nova percepção de mundo. Com esse novo contexto, o mundo digital
emerge marcado por uma velocidade e uma opção de vida nunca antes
experimentada, com novas formas de sociabilidade em espaço de passagem num
verdadeiro jogo de criar territorios e ao mesmo tempo desfaze-los via
trajetórias on-line, ou seja o mundo virtual.
Como os computadores funcionam
Mesmo que a tecnologia utilizada nos
computadores digitais tenha mudado dramaticamente desde os primeiros
computadores da década de 1940 (veja História do hardware), muitos ainda
utilizam a arquitetura de von Neumann proposta no final da década de 1940 por
John von Neumann.
A arquitetura de von Neumann descreve o
computador com quatro seções principais: A Unidade lógica e aritmética (ULA), a
Unidade de controle, a memória, e os dispositivos de entrada e saída (E/S ou
I/O). Estas partes são interconectadas por fios o "barramento do
computador."
Memória
Memória de um PC
Neste sistema, a memória é uma sequência de
células numeradas, cada uma contendo uma pequena quantidade de informação. A
informação pode ser uma instrução para dizer ao computador o que fazer. As
células podem conter também dados que o computador precisa para realizar uma
instrução. Qualquer célula pode conter instrução ou dado, assim o que em algum
momento armazenava dados pode armazenar instruções em outro momento.
Em geral, o conteúdo de uma célula de memória
pode ser alterado a qualquer momento - A memória é um rascunho e não um bloco
de pedra.
O tamanho de cada célula, e o número de
células, varia de computador para computador, e as tecnologias utilizadas para
implementar a memória variam bastante. Atualmente o mais comum é a
implementação em circuitos integrados.
A memória no ciberespaço
As tecnologias de memória usam materiais e
processos bastante variados. Na informática, elas têm evoluído sempre em
direção de uma maior capacidade de armazenamento, maior miniaturização, maior
rapidez de acesso e confiabilidade, enquanto seu custo cai constantemente.
Entretanto, a memória de um computador não se
limita a sua memoria individual e física, ela se apresenta de maneira mais
ampla, e sem lugar definido (desterritorializada). Temos possibilidades de armazenar
em diversos lugares na rede, podemos estar em Luanda e acessar arquivos que
foram armazenados em sites no Brasil.
É crescente a tendência para o armazenamento
das informações na memória do espaço virtual, ou o chamado ciberespaço, através
de discos virtuais, anexos de e-mails etc. Assim, textos, imagens, vídeos,
arquivos de audio, entre tantos outros formatos, se tornam disponíveis para o
acesso de qualquer computador conectado à Internet.
Processamento
A ULA, é o dispositivo que faz as operações
elementares (adição, subtração e etc.), operações lógicas (AND, OR, NOT), e
operações de comparação (por exemplo, comparar dois bytes e dizer se são
iguais). É nesta unidade que o "trabalho real" é feito.
A unidade de controle armazena a posição de
memória que contém a instrução corrente que o computador está executando,
informando à ULA qual operação a executar, buscando a informação (da memória)
que a ULA precisa para executá-la e transferindo o resultado de volta para o
local apropriado da memória. Feito isto, a unidade de controle vai para a
próxima instrução (tipicamente localizada na próxima posição da memória
(endereço de memória), a menos que a instrução seja uma instrução de desvio
informando o computador que a próxima instrução está em outra posição).
Entrada e Saída
A E/S permite ao computador obter informações
do mundo externo, e envia os resultados do trabalho para o mundo externo.
Existe uma infinidade de tipos de dispositivos de E/S, dos familiares teclados,
monitores e drive de disquetes, até outros menos usuais como webcams e placas
de captura de video (dispositivos que capturam seqüências de vídeo ou frames de
vídeo e os armazenam no computador).
O que todos os dispositivos de entrada têm em
comum é que eles precisam codificar (converter) a informação de algum tipo em
dados que podem ser processados pelo sistema digital do computador.
Dispositivos de saída por outro lado, descodificam os dados em informação que é
entendida pelo usuário do computador. Neste sentido, um sistema de computadores
digital é um exemplo de um sistema de processamento de dados.
Podemos ter dispositivos que funcionam tanto
para entrada como para saída de dados, o modem, o drive de disquete entre
outros, são exemplos destes dispositivos.
Instruções
As instruções discutidas acima não são um rico
conjunto de instruções como a linguagem humana. O computador tem apenas um
limitado número de instruções bem definidas. Um exemplo típico de uma instrução
existente na maioria dos computadores é "copie o conteúdo da posição de
memória 123 para a posição de memória 456", "adicione o conteúdo da
posição de memória 510 ao conteúdo da posição 511 e coloque o resultado na
posição 507" e "se o conteúdo da posição 012 é igual a 0, a próxima
instrução está na posição 678".
Instruções são representadas no computador
como números - o código para "copiar" poderia ser 007, por exemplo. O
conjunto particular de instruções que um computador possui é conhecido como a
linguagem de máquina do computador. Na prática, as pessoas não escrevem
instruções diretamente na linguagem de máquina mas em uma linguagem de
programação, que é posteriormente traduzida na linguagem de máquina através de
programas especiais (interpretadores e compiladores). Algumas linguagens de
programação se aproximam bastante da linguagem de máquina, como o assembler
(linguagem de baixo nível); por outro lado linguagens como o Prolog são
baseadas em princípios abstratos e se distanciam bastante dos detalhes da
operação da máquina (linguagens de alto nível).
Arquitetura
Nos computadores modernos, a ULA e a unidade
de controle ficam em um único circuito integrado conhecido como CPU (Central
Processing Unit). Tipicamente, a memória do computador é localizada em poucos
circuitos integrados perto da CPU. A maior parte da massa de um computador é
devida a sistemas auxiliares (por exemplo, a fonte de energia elétrica) ou
dispositivos de E/S.
Alguns computadores maiores diferem do modelo
acima em um aspecto principal - eles têm múltiplas CPUs trabalhando
simultaneamente. Adicionalmente, poucos computadores, utilizados principalmente
para pesquisa e computação científica, têm diferenças significativas do modelo
acima, mas eles não tem grande aplicação comercial.
O funcionamento do computador segue
basicamente as regras expostas. O computador busca as instruções e os dados da
memória, as instruções são executadas, os resultados armazenados, e a próxima
instrução é buscada. Este processo se repete até o computador ser desligado.
Programas
Programas são simplesmente grandes listas de
instruções para o computador executar, talvez com tabelas de dados. Muitos
programas de computador contêm milhões de instruções, e muitas destas
instruções são executadas repetidamente. Um computador pessoal típico (no ano
de 2003) podia executar cerca de 2-3 bilhões de instruções por segundo. Os
computadores não têm a sua extraordinária capacidade devido a um conjunto de
instruções complexo. Apesar de existirem diferenças de projeto com CPU com um
maior número de instruções e mais complexas, os computadores executam milhões
de instruções simples combinadas, escritas por bons "programadores".
Estas instruções combinadas são escritas para realizar tarefas comuns como, por
exemplo, desenhar um ponto na tela. Tais instruções podem então ser utilizadas por
outros programadores.
Hoje em dia, muitos computadores aparentam
executar vários programas ao mesmo tempo. Isto é normalmente conhecido como
multi-tarefa. Na realidade, a CPU executa as instruções de um programa por um
curto período de tempo e, em seguida, troca para um outro programa e executa
algumas de suas instruções. Isto cria a ilusão de vários programas sendo
executados simultaneamente através do compartilhamento do tempo da CPU entre os
programas. Este compartilhamento de tempo e normalmente controlado pelo sistema
operacional.
Sistema Operacional
Um computador sempre precisa de no mínimo um
programa em execução por todo o tempo para operar. Tipicamente este programa é
o sistema operacional (ou sistema operativo). O sistema operacional determina
quais programas vão executar, quando, e que recursos (como memória e E/S) ele
poderá utilizar. O sistema operacional também fornece uma camada de abstração
sobre o hardware, e dá acesso aos outros programas fornecendo serviços, como
programas gerenciadores de dispositivos ("drivers") que permitem aos
programadores escreverem programas para diferentes máquinas sem a necessidade
de conhecer especificidades de todos os dispositivos eletrônicos de cada uma
delas.
Os Computadores Analógicos são computadores
que executam trabalhos usando elementos representados por grandezas físicas,
como por exemplo, a intensidade de uma corrente elétrica ou o ângulo de giro de
uma engrenagem. São computadores criados para uma finalidade específica, isto
é, só se aplicam a um determinado trabalho. Os resultados obtidos com o uso de
computadores analógicos são aproximados e servem ao próprio sistema onde é
utilizado, como por exemplo: controle de temperatura de uma caldeira utilizando
sensores, medidor de água ou de energia elétrica.
Computadores Digitais: computadores que
realizam suas operações utilizando elementos representados por grandezas
matemáticas (números), ou seja, operam dígito a dígito. São computadores
destinados a aplicações múltiplas, podendo ser utilizados em diversas tarefas.
Por utilizar valores numéricos, os resultados obtidos com esse tipo de
computador são exatos, como por exemplo: os cálculos de engenharia.
A diferenciação entre o que chamamos de
computador analógico e computador digital é que os analógicos realizam
operações aritméticas por meio de analogia (sistema de representação de
fenômenos por meio de pontos de semelhança), ou seja, não trabalham com números
ou símbolos que representem os números, eles fazem analogia direta entre as
quantidades; eles medem as quantidades a serem trabalhadas, tendo, portanto,
uma analogia entre os valores com os quais pretende trabalhar e os valores
internos da máquina.
Já os computadores digitais trabalham
diretamente com números, ou seja trabalham realizando operações diretamente com
os números, enquanto os analógicos medem.
Em síntese, o computador analógico
"mede" e o computador digital "conta".
