Introdução à estrutura e funcionamento de um sistema informático - CPU unidade central de processamento

A Central Processing Unit (Unidade central de processamento, em português) ou o processador é a parte de um sistema de computador que executa as instruções de um programa de computador, e é o elemento primordial na execução das funções de um computador. Este termo tem sido usado na indústria de computadores pelo menos desde o início dos anos 1960. A forma, desenho e implementação de CPUs têm mudado dramaticamente desde os primeiros exemplos, mas o seu funcionamento fundamental permanece o mesmo.

As primeiras CPUs personalizadas foram concebidas como parte de um computador maior. No entanto, este método caro de fazer CPUs personalizadas para uma determinada aplicação rumou para o desenvolvimento de processadores produzidos em massa que são feitas para um ou vários propósitos. Esta tendência de padronização em geral começou na época de discretos minicomputadores e mainframes transistors e acelerou rapidamente com a popularização dos circuitos integrados (CI). Os CI têm permitido processadores cada vez mais complexos para serem concebidos e fabricados em tamanhos da ordem de nanômetros. Tanto a miniaturização como a padronização dos processadores tem aumentado a presença destes dispositivos digitais na vida moderna, muito além da aplicação limitada dedicada a computadores.

Introdução à estrutura e funcionamento de um sistema informático - Estrutura básica de um sistema informático - Video da autoria de Angelina e Fernando

  

Modelo de Von Neumann
01- Monitor; 02- Placa-Mãe; 03- Processador; 04- Memória RAM;
05- Placas de Rede, Placas de Som, Vídeo, Fax...; 06- Fonte de Energia;
07- Leitor de CDs e/ou DVDs; 08- Disco Rígido (HD);
09- Mouse (Rato);10- Teclado.



Seguindo a arquitectura os computadores possuem quatro sessões principais, a unidade lógica e aritmética, a unidade de controle, a memória e os dispositivos de entrada e saída. Essas partes são interconectadas por barramentos. A unidade lógica e aritmética, a unidade de controle, os registradores e a parte básica de entrada e saída são conhecidos como a CPU.

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.

Introdução à estrutura e funcionamento de um sistema informático - Hardware e Software





É a parte física do computador, ou seja, é o conjunto de componentes eletrônicos, circuitos integrados e placas, que se comunicam através de barramentos.Em complemento ao hardware, o software é a parte lógica, ou seja, o conjunto de instruções e dados processado pelos circuitos eletrônicos do hardware. Toda interação dos usuários de computadores modernos é realizada através do software, que é a camada, colocada sobre o hardware, que transforma o computador em algo útil para o ser humano. Além de todos os componentes de hardware, o computador também precisa de um software chamado Sistema Operacional. O Sistema Operacional torna o computador utilizável. Ele é o responsável por gerenciar os dispositivos de hardware do computador (como memória, unidade de disco rígido, unidade de CD) e oferecer o suporte para os outros programas funcionarem (como Word, Excel etc).



Hardware



Software

Introdução à estrutura e funcionamento de um sistema informático - Evolução histórica

O primeiro computador eletro-mecânico foi construído por Konrad Zuse. Em 1936, esse engenheiro alemão construiu, a partir de relês que executavam os cálculos e dados lidos em fitas perfuradas, o Z1. Zuse tentou vender o computador ao governo alemão, que desprezou a oferta, já que não poderia auxiliar no esforço de guerra. Os projetos de Zuse ficariam parados durante a guerra, dando a chance aos americanos de desenvolver seus computadores.

Foi na Segunda Guerra Mundial que realmente nasceram os computadores atuais. A Marinha americana, em conjunto com a Universidade de Harvard, desenvolveu o computador Harvard Mark I, projetado pelo professor Howard Aiken, com base no calculador analítico de Babbage. O Mark I ocupava 120m³ aproximadamente, conseguindo multiplicar dois números de dez dígitos em três segundos.



ENIAC



Simultaneamente, e em segredo, o Exército Americano desenvolvia um projeto semelhante, chefiado pelos engenheiros J. Presper Eckert e John Mauchy, cujo resultado foi o primeiro computador a válvulas, o Eletronic Numeric Integrator And Calculator (ENIAC), capaz de fazer quinhentas multiplicações por segundo. Tendo sido projetado para calcular trajetórias balísticas, o ENIAC foi mantido em segredo pelo governo americano até o final da guerra, quando foi anunciado ao mundo.