Elementos básicos de um sistema de computador

Os computadores são máquinas de uso geral projetadas para seguir instruções para concluir as tarefas de processamento de dados. Embora a arquitetura específica de diferentes tipos de computadores possa ser diferente, todos os computadores realizam processamento de dados usando cinco elementos básicos do sistema de computador: entrada, saída, caminho de dados, controle e memória. Cada um desses elementos está associado a um ou mais dispositivos de hardware integrados ao computador ou conectados externamente.

A comunicação com o mundo exterior ocorre por meio dos elementos de entrada e saída do sistema de computador. Os dados são inseridos em um computador por meio de dispositivos de hardware externos, como mouses, teclados, telas sensíveis ao toque e dispositivos de armazenamento. Uma vez que os dados tenham sido processados, eles podem ser convertidos em um formato legível para serem enviados para dispositivos como impressoras, monitores, alto-falantes ou fones de ouvido. O computador também pode converter dados em outros formatos de saída, como sinais elétricos para controlar equipamentos automatizados.

O elemento do caminho de dados é composto por várias unidades que realizam o processamento de dados dentro da CPU (unidade central de processamento), que costuma ser chamada de cérebro do computador. A CPU interpreta as instruções de programação e controla os dispositivos internos e externos. Uma das unidades mais importantes dentro da CPU é a ALU (unidade lógica aritmética), que executa operações aritméticas e lógicas nos dados. Alguns computadores têm uma unidade de processamento gráfico (GPU) dedicada para oferecer suporte à exibição em alta velocidade de imagens visuais complexas. O caminho de dados também contém circuitos e registros que rastreiam os estados do sistema, como o contador do programa para o software em execução no momento.

O elemento de controle do computador é responsável pela movimentação dos dados entre a memória e a CPU. Este elemento coordena a execução das instruções do programa com todos os outros elementos do sistema de computador, fornecendo sinais de controle e temporização. O trabalho do elemento de controle é feito pela unidade de controle (UC), que na maioria dos computadores modernos faz parte da CPU. A unidade de controle é freqüentemente descrita como o sistema nervoso central do computador.

Os computadores usam memória interna e externa ao realizar as operações. A memória interna é usada para armazenar as instruções do software e dados relacionados para programas que estão em execução no momento. A memória interna consiste em RAM (memória de acesso aleatório), que é temporária porque retém os dados apenas enquanto a alimentação é aplicada. Quando o computador é desligado, a memória é apagada. Os dados que não estão sendo usados ​​pelo computador geralmente são armazenados na memória externa de dispositivos como discos rígidos e unidades flash.