Memória
São todos os dispositivos que permitem a um computador guardar dados temporariamente ou permanentemente. O conceito de computador digital binário com programa armazenado (arquitetura de Von Neumann e subsequentes) é sempre baseado no uso de memória, e não existiria sem a utilização destas.
A unidade básica de memória é o digito binário, denominado bit. Um bit pode conter 0 ou 1. É a unidade mais simples possível. Um dispositivo capaz de armazenar somente zeros dificilmente poderia formar a base de um sistema de memória, para isso são necessários pelos menos dois valores.
Basicamente são dois tipos de memórias que existem: internas, são memórias voláteis, isto é, perdem seus dados com ausência de energia e as memórias externas, são memorias não voláteis e não perdem seus dados com a falta de energia.
Memória primária: "Também chamadas de memória real, são memórias que o processador pode endereçar diretamente, sem as quais o computador não pode funcionar. Sua função principal é a de conter a informação necessária para o processador num determinado momento; esta informação pode ser, por exemplo, os programas em execução. Nesta categoria insere-se a RAM, que é uma memória de semicondutores, volátil e com acesso aleatório." [VELLOSO:2011:38]
Memória secundária: são memórias chamadas de “memórias de armazenamento em massa”, para armazenamento permanente de dados. Não podem ser endereçadas diretamente, a informação precisa ser carregada em memória principal antes de poder ser tratada pelo processador. São não-voláteis, permitindo guardar os dados permanentemente. Exemplos: discos rígidos (HD) e discos ópticos (CDs, DVDs, etc).
Processadores
Os processadores (ou CPU, de Central Processing Unit - Unidade Central de Processamento) são chips responsáveis pela execução de cálculos, decisões lógicas e instruções que resultam em todas as tarefas que um computador pode fazer. Por este motivo, são também referenciados como "cérebros" destas máquinas.
Os primeiros computadores, anteriores à década de 50, não eram capazes de armazenar programas, dessa forma tinha que ser feita modificações fisicamente cada vez que uma tarefa diferente fosse executada, como era o caso do ENIAC, onde cabos deveriam ser reposicionados, chaves ligadas ou desligadas e um novo programa ser carregado. Era dessa forma que o processamento em si era realizado.
Em 1945, a ideia de uma unidade central de processamento capaz de executar diversas tarefas foi publicada por John Von Neumann. Chamado de EDVAC, o projeto desse computador foi finalizado em 1949. Essa é a origem dos primeiros modelos “primitivos” de processadores da forma como os conhecem
Durante a década de 50, a organização interna dos computadores começou a ser repensada. Esse foi o momento em que os processadores começaram a ganhar funcionalidades básicas, como registradores de índices, operandos imediatos e detecção de operadores inválidos.
Foi só no início da década de 70 que começaram a surgir as CPU’s desenvolvidas totalmente em circuitos integrados e em um único chip de silício, pois até então os processadores não eram compostos por uma unidade central, mas por módulos interconectados entre si.
O Intel 4004 foi o primeiro microprocessador a ser lançado, em 1971. Sendo desenvolvido para o uso em calculadoras, essa CPU operava com o clock máximo de 740 KHz e podia calcular até 92 mil instruções por segundo.
O sucesso do 4004, fez com que a Intel desenvolvesse o processador 8008, em 1972. Esse era uma CPU de 8 bits, com barramento externo de 14 bits e capaz de endereçar 16 KB de memória. Seu clock trabalhava na frequência máxima de 0,8 MHz.
Em 1974 a intel lançou 8080, que originalmente foi desenvolvido para controlar mísseis guiados e rodava com um clock limite de 2 MHz, e era capaz de emdereçar até 64 KB de memória.
A arquitetura x86, lançada em meados da década de 70, ainda serve como base para boa parte dos computadores atuais. O primeiro processador que aproveitou todo o seu potencial foi o Intel 8086, de 1978. Pela primeira vez, a velocidade do clock alcançava 5 MHz, utilizando instruções reais de 16 bits.
Ainda no mesmo ano, foi lançado o 8088, sucessor que possuía barramento externo de 8 bits, porém, com registradores de 16 bits e faixa de endereçamento de 1 MB, como no 8086.
Barramentos
Para que o processador possa se comunicar com a memória e o conjunto de dispositivos de entrada e saída, há a necessidade de um meio de comunicação, isto é, os barramentos.
Neste caso são três tipos de barramentos:
barramento de endereços (address bus);
barramento de dados (data bus);
barramento de controle (control bus).
O barramento de endereços, basicamente, indica de onde os dados a serem processados devem ser retirados ou para onde devem ser enviados. A comunicação por este meio é unidirecional.
O barramento de dados, é por onde as informações transitam.
Já o barramento de controle, faz a sincronização das referidas atividades, habilitando ou desabilitando o fluxo de dados, por exemplo.
Para você compreender melhor, imagine que o processador necessita de um dado presente na memória. Pelo barramento de endereços, a CPU obtém a localização deste dado dentro da memória. Como precisa apenas acessar o dado, o processador indica pelo barramento de controle que esta é uma operação de leitura. O dado é então localizado e inserido no barramento de dados, por onde o processador, finalmente, o lê.
Em uma determinada operação, o processador necessita de um dado presente na memória. Pelo barramento de endereços, a CPU obtém a localização deste dado dentro da memória. Como precisa apenas acessar o dado, o processador indica pelo barramento de controle que esta é uma operação de leitura. O dado é então localizado e inserido no barramento de dados, por onde o processador, finalmente, o lê.
Além da comunicação entre o computador e a memória, você pode adicionar diversos outros dispositivos à sua placa-mãe, com um barramento especial para cada um deles. Alguns dos formatos mais conhecidos neste quesito são o PCI, o AGP e até mesmo o USB, amplamente utilizado em pendrives, impressores, teclados, mouses e outros periféricos.
É o barramento responsável pela conexão da memória principal ao processador. É um barramento de alta velocidade que varia em torno de 133 MHz a 1600 MHz, como nas memórias do tipo DDR3.