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Como funciona um computador


Já pensou como funciona os computadores e outros aparelhos? Para sanar sua dúvida, trouxemos um artigo sobre como é o funcionamento de sistemas computacionais, como videogames e celulares! Confira!



Segue provavelmente o pior previsão na história.
 Voltar na década de 1940, Thomas Watson, chefe da gigante IBM Corporation, supostamente previu que o mundo não precisa de mais do que "cerca de cinco computadores." Seis décadas depois, e a população mundial de computadores agora subiu para algo como um bilhão de máquinas!
Para ser justo com Watson, os computadores mudaram muito nesse tempo. Na década de 1940, eles eram gigantes científicos e militares gigantes encomendados pelo governo a um custo de milhões de dólares cada um; Hoje, a maioria dos computadores não são ainda reconhecidos como tal: eles estão embutidos em tudo, de fornos de microondas para celulares e rádios digitais . O que torna os computadores flexíveis o suficiente para trabalhar em todos esses diferentes aparelhos? Como é que eles são tão incrivelmente úteis? E como eles funcionam? Vamos dar uma olhada mais de perto!
Foto: O / P IBM Blue Gene supercomputador em Argonne National Laboratory é um dos mais poderosos do mundo de computadores, mas na verdade é apenas uma versão up escalado-super do computador sentado ao seu lado. Imagem cortesia de Argonne National Laboratory publicada no Flickr em 2009 sob uma Licença Creative Commons .

O que é um computador?

Microchip em uma ponta do dedo

Um computador é um eletrônico que processa a informação, em outras palavras, um processador de informações: leva em informação em bruto (ou dados) em uma extremidade, armazena até que esteja pronto para trabalhar com ela, mastiga e tritura um pouco, em seguida, cospe os resultados na outra extremidade. Todos estes processos têm um nome. Levar informações é chamada de entrada, armazenamento de informações é mais conhecido como memória (ou armazenamento), mastigando informação também é conhecido como processamento, e cuspindo resultados é chamada de saída.
Foto: Computadores que costumavam levar até uma sala enorme agora cabem confortavelmente em seu dedo !.
Imagine se um computador fosse uma pessoa. Suponha que você tem um amigo que é realmente bom em matemática. Ele é tão bom que todos que ele conhece envia seus problemas de matemática para ele. Todas as manhãs, ele vai para a sua caixa de correio e encontra uma pilha de novos problemas de matemática à espera de sua atenção.  Todas as tardes, ele pega uma carta fora do topo da pilha, estuda o problema, funciona a solução, e rabisca a resposta na parte traseira. Ela coloca isso em um envelope endereçado à pessoa que lhe enviou o problema original, pronto para postar. Em seguida, ela se move para a próxima carta na pilha. Você pode ver que o seu amigo está trabalhando apenas como um computador. Sua caixa de correio é a sua entrada; a pilha sobre a mesa é a sua memória; seu cérebro é o processador que funciona as soluções para os problemas; e a bandeja sobre a mesa é a sua saída.
Depois de entender que os computadores são sobre a entrada, memória, processamento e saída, todo o lixo em sua mesa faz muito mais sentido:
Como funcionam os computadores: artwork linha simples de explicar a estrutura de um sistema de computador, mostrando como uma entrada de links de computador, produção, armazenamento / memória e processamento
  • Entrada: Seu teclado e mouse , por exemplo, são apenas unidades de entrada-maneiras de obter informações em seu computador que pode processar. Se você usar um microfone reconhecimento de voz software, é uma outra forma de entrada.
  • Memória / armazenamento: Seu computador provavelmente armazena todos os seus documentos e arquivos em um disco rígido: a enorme memória. Mas, dispositivos menores baseados em computadores, como câmeras digitais e telefones celulares usam outros tipos de armazenamento, tais como memória flash cards.
  • Processamento: O processador do computador (também conhecido como a unidade de processamento central) é um microchip interno. Ele trabalha incrivelmente bem e fica incrivelmente quente no processo. 
  • Saída: Seu computador provavelmente tem um LCD de tela capaz de exibir alta resolução em gráficos , e provavelmente também alto-falantes externos. Você pode ter uma impressora a jato de tinta em sua mesa também para fazer uma forma mais permanente de saída.

O que é um programa de computador?

Como você pode ler no nosso longo artigo sobre a história do computador, os primeiros computadores eram gigantescas máquinas de calcular, e todos eles realmente fizeram foi "processar números": 

Resolva longos, difíceis, ou tediosos problemas matemáticos. Hoje, os computadores trabalham em uma variedade muito maior de problemas, mas todos eles são ainda, no essencial, os cálculos. Tudo o que um computador faz, de ajudá-lo a editar uma fotografia que você tirou com a câmera digital para exibição de uma página web, envolve a manipulação de números, de uma forma ou de outra.

Tela LCD calculadora
Suponha que você está olhando para uma foto digital que você acabou de tomar em um programa de pintura ou de edição de fotos e você decidir que quer uma imagem espelhada dele (em outras palavras, lançá-lo da esquerda para a direita).

Você provavelmente sabe que a foto é feita por milhões de pixels individuais (quadrados coloridos) dispostos em um padrão de grade. As lojas de informática cada pixel como um número, assim que tomar uma foto digital é realmente como um instante, ordenada exercício na pintura por números!

Para virar uma foto digital, o computador simplesmente inverte a seqüência de números para que sejam executados da direita para a esquerda em vez da esquerda para a direita. Ou suponha que você queira fazer a fotografia mais brilhante. Tudo que você tem a fazer é deslizar o pequeno ícone de "brilho".

O computador, então, trabalha através de todos os pixels, aumentando o valor de brilho para cada um, digamos, 10 por cento para fazer toda a imagem mais brilhante. Assim, mais uma vez, o problema resume-se a números e cálculos.

O que faz um computador diferente de uma calculadora é que ele pode trabalhar por si só. Você acabou de dar suas instruções (chamados de um programa) e fora ele vai, realizando uma série longa e complexa de operações por si só. Na década de 1970 e 1980, se você queria um computador de casa para fazer quase qualquer coisa, você tinha que escrever o seu próprio programa pouco para fazê-lo.

Por exemplo, antes que você poderia escrever uma carta em um computador, você tinha que escrever um programa que iria ler as letras digitadas no teclado, armazená-los na memória, e exibi-las na tela.Escrevendo o programa normalmente levou mais tempo do que fazer o que foi que você tinha originalmente queria fazer (escrever a carta). Muito em breve, as pessoas começaram a vender programas como processadores de texto para salvar-lhe a necessidade de escrever programas de si mesmo.

Hoje, a maioria dos usuários de computador comprar, programas de download, ou partes, como Microsoft Word e Excel.Dificilmente alguém escreve programas mais. A maioria das pessoas vê seus computadores como ferramentas que os ajudem a fazer trabalhos, ao invés de máquinas eletrônicas complexas que têm de pré-programa e que é tão bem, porque a maioria de nós tem coisas melhores a fazer do que programação de computadores.
Foto: Calculadoras e computadores são muito semelhantes, porque tanto trabalho por números de processamento. No entanto, uma calculadora figuras simplesmente os resultados dos cálculos; e isso é tudo o que sempre faz. Um computador armazena conjuntos complexos de instruções chamados programas e os usa para fazer as coisas muito mais interessantes.

Qual é a diferença entre hardware e software?

A beleza de um computador é que ele pode ser executado a um minuto e, em seguida, um programa de edição de fotos de processamento de texto, cinco segundos depois. Em outras palavras, embora nós realmente não pensamos nisso desta maneira, o computador pode ser reprogramado quantas vezes quiser.

É por isso que também são chamados programas de software. Eles são "macios", no sentido de que eles não são fixos: podem ser facilmente alterados. Em contrapartida, o hardware de um computador - os pedaços de que é feito (e os periféricos, como mouse e impressora) - é praticamente fixo quando você comprá-lo da prateleira. O hardware é o que faz o seu computador poderoso; a capacidade de executar software diferente é o que o torna flexível. Que os computadores podem fazer tantos trabalhos diferentes é o que os torna tão útil - e é por isso que milhões de nós não pode mais viver sem eles!

O que é um sistema operacional?

Suponha que você está de volta no final de 1970, antes de off-the-shelf programas de computador realmente ter sido inventado. Você deseja programar o computador para funcionar como um processador de texto para que você possa bater o seu primeiro romance, que é relativamente fácil, mas irá levá-lo de alguns dias de trabalho.

Algumas semanas mais tarde, você está cansado de escrever as coisas e decidir para reprogramar o aparelho para que ele vai jogar xadrez. Mais tarde ainda, você decide para programá-lo para armazenar sua coleção de fotos. Cada um desses programas faz coisas diferentes, mas eles também fazem um monte de coisas semelhantes também.

Por exemplo, tudo que eles precisam ser capazes de ler as teclas pressionadas para baixo no teclado, guarda as coisas na memória e recuperá-los, e os personagens de exibição (ou imagens) na tela. Se você estivesse escrevendo um monte de programas diferentes, que você encontrar-se escrever os mesmos pedaços de programação para fazer essas mesmas operações básicas de cada vez.

Isso é um pouco de uma tarefa de programação, então por que não simplesmente recolher juntos todos os bits de programa que fazem essas funções básicas e reutilizá-los cada vez?
A arquitetura de computador típico que liga o hardware para as aplicações através da BIOS e do sistema operacional.
Essa é a idéia básica por trás de um sistema operacional: é o software mais importante em um computador que (essencialmente) controla as tarefas básicas de entrada, saída, armazenamento e processamento. Você pode pensar em um sistema operacional como os "fundamentos" do software em um computador que outros programas (chamados de aplicativos) são construídos em cima de. Assim, um processador de texto e um jogo de xadrez são duas aplicações diferentes que tanto dependem do sistema operacional para realizar o seu insumo básico, de saída, e assim por diante. O sistema operacional conta com um pedaço de programação ainda mais fundamental chamado de BIOS (Basic Input Output System), que é a ligação entre o software de sistema operacional e hardware. Ao contrário do sistema operacional, o qual é o mesmo a partir de um computador para outro, o BIOS faz variar de máquina para máquina de acordo com a configuração do hardware precisa e é geralmente criado pelo fabricante do hardware. O BIOS não é, estritamente falando, software: é um programa semi-permanentemente armazenados em uma das principais fichas do computador, por isso é conhecido como firmware (que geralmente é projetado para que possa ser atualizada ocasionalmente, no entanto).
Foto: arquitetura de computador típico: Você pode pensar em um computador como uma série de camadas, com o hardware na parte inferior, o BIOS de conectar o hardware para o sistema operacional e os aplicativos que você realmente usa (como processadores de texto, navegadores da Web, e assim por diante) rodando em cima disso. Cada uma dessas camadas é relativamente independente assim, por exemplo, o mesmo sistema operacional Windows pode ser executado em laptops que executam um BIOS diferente, enquanto que um computador com o Windows (ou outro sistema operacional) pode executar qualquer número de diferentes aplicações.

Os sistemas operacionais têm outro grande benefício. Na década de 1970 (e início de 1980), praticamente todos os computadores eram maddeningly diferente.

Todos correram em suas próprias maneiras, idiossincráticas com hardware bastante singular (diferentes chips de processadores, endereços de memória, tamanhos de tela e todo o resto). Programas escritos para uma máquina (como um Apple) geralmente não iria correr em qualquer outra máquina (como um IBM) sem bastante extensa conversão. Isso foi um grande problema para os programadores, pois significava que eles tinham de reescrever todos os seus programas de cada vez que eles queriam executá-los em máquinas diferentes.

Como é que os sistemas operacionais de ajuda? Se você tem um sistema operacional padrão e você ajustá-lo para que ele irá trabalhar em qualquer máquina, tudo que você tem a fazer é escrever aplicativos que funcionam com o sistema operacional. Então qualquer aplicativo irá funcionar em qualquer máquina. O sistema operacional que definitivamente fez esta descoberta foi, é claro, Microsoft Windows, escrito por Bill Gates. (É importante notar que não havia sistemas operacionais anteriores também. 

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Game Detonado

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