Transístores, circuitos digitais e chips
Ao seu nível mais básico ou elementar, o funcionamento de um computador baseia-se em circuitos eléctricos, os quais permitem codificar e armazenar os dados com que o computador efectua as operações de processamento. Estes circuitos eléctricos, por sua vez, têm, como componentes básicos fundamentais, os transístores
Os transístores são feitos de um material semicondutor (normalmente um componente baseado em silício ou sílica). Os semicondutores têm a particularidade de poderem alternar entre condutores e não condutores ou isolantes, conforme o nível de carga eléctrica que se lhes fornece. Assim, podem actuar como interruptores na passagem de energia eléctrica dentro dos circuitos.
Nos circuitos electrónicos de um computador circula corrente eléctrica com determinados níveis de voltagem. Com dois níveis de voltagem diferenciados (por exemplo, 0 e 5 volts) codificam-se os dois sinais – 0 e 1 – com que os computadores efectuam todas as operações.
Estes dois sinais (0 e 1) são chamados dígitos (tal como os dígitos do sistema de numeração decimal). Assim, os circuitos que codificam, armazenam ou transmitem a informação sob a forma de zeros e uns tomam o nome de circuitos digitais.
Os circuitos digitais podem desempenhar diferentes tipos de funções, nomeadamente:
- Memorização ou armazenamento de dados;
- Operações de aritmética (somas, subtracções, multiplicações, etc.);
- Outras operações de processamento de informação.
Um processador ou CPU é constituído por um conjunto complexo e bem articulado de circuitos digitais; esses circuitos podem agrupar-se em dois tipos principais:
- Circuitos que memorizam ou armazenam dados, como é o caso dos registos ou registers;
- Circuitos que efectuam operações com os dados armazenados, como é o caso da ALU – um circuito complexo que efectua as operações aritméticas e lógicas típicas de um processador.
Graças aos transístores e às técnicas de miniaturização, tem vindo a ser possível fabricar circuitos electrónicos com dimensões microscópicas, incluindo milhares ou centenas de milhar de componentes num único substrato, com uma área de poucos (por vezes menos do que um) centímetros quadrados. Estes circuitos electrónicos em que se baseia o funcionamento dos computadores (e muitos outros instrumentos electrónicos) são fabricados em pastilha de sílica, conhecidos usualmente como chips, circuitos integrados ou CI’s.
A tecnologia que está na base da miniaturização e integração de muitos componentes elementares nos circuitos digitais é conhecida por VLSI – “Very Large Scale Integration” – ou seja, integração em muito grande escala.
Circuitos digitais são circuitos eletrônicos que baseiam o seu funcionamento na lógica binária, em que toda a informação é guardada e processada sob a forma de zero (0) e um (1). Esta representação é conseguida usando dois níveis discretos de Tensão elétrica.
ResponderEliminarEstes dois níveis são frequentemente representados por L e H (do inglês low - baixo - e high - alto -, respectivamente).
Os computadores, telemóveis, Leitores de DVD, são alguns exemplos de aparelhos que baseiam a totalidade, ou parte, do seu funcionamento em circuitos digitais.
Relógio binario em placas de ensaioPodemos dividir os circuitos digitais em duas categorias básicas: os estáticos e os dinâmicos.
Entre os circuitos digitais estáticos podemos citar as portas lógicas: estas tem seus nomes do inglês: Porta AND (em português, "E"), a Porta OR ("OU"), a Porta NAND ("não E" ou "E invertido"), a Porta NOR ("não OU" ou "OU invertido"), a Porta XOR ("OU exclusivo"), a porta Not (não) e a porta Coincidência (NXOR = não OU exclusivo).
Entre os circuítos digitais dinâmicos podemos citar os multivibradores: o Multivibrador Biestável, comumente chamado Flip-flop, o Multivibrador Monoestável,usado comumente como temporizador, ou Disparador Schmitt (Schmitt Trigger) e o Multivibrador Astável usado comumente como divisor de freqüencia.
A partir destes circuitos são construídos praticamente todos os outros. Encadeando-se flip-flops constituem-se os contadores binários, com portas lógicas podemos criar Unidades lógico-aritméticas (ULA, ou, em inglês ALU), etc.
O que é um chip?
ResponderEliminarÉ um circuito integrado que executa funções através de dados recebidos ou gravados. Feito de material semicondutor, é um componente eletrônico.
O sistema binário ou base 2, é um sistema de numeração posicional em que todas as quantidades se representam com base em dois numeros, com o que se dispõe das cifras: zero e um (0 e 1).
ResponderEliminarOs computadores digitais trabalham internamente com dois níveis de tensão, pelo que o seu sistema de numeração natural é o sistema binário (aceso, apagado). Com efeito, num sistema simples como este é possível simplificar o cálculo, com o auxílio da lógica booleana. Em computação, chama-se um dígito binário (0 ou 1) de bit, que vem do inglês Binary Digit. Um agrupamento de 8 bits corresponde a um byte (Binary Term). Um agrupamento de 4 bits é chamado de nibble.
O sistema binário é base para a Álgebra booleana (de George Boole - matemático inglês), que permite fazer operações lógicas e aritméticas usando-se apenas dois dígitos ou dois estados (sim e não, falso e verdadeiro, tudo ou nada, 1 ou 0, ligado e desligado). Toda eletrônica digital e computação está baseada nesse sistema binário e na lógica de Boole, que permite representar por circuitos eletrônicos digitais (portas lógicas) os números, caracteres, realizar operações lógicas e aritméticas. Os programas de computadores são codificados sob forma binária e armazenados nas mídias (memórias, discos, etc) sob esse formato.