Apostila Arquitetura de Computadores

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Evolução da arquitetura de computadores
Apresentação
A arquitetura de computadores é o projeto conceitual e fundamental da estrutura operacional de 
um sistema computacional. Ela é o estudo dos requisitos necessários para que um computador 
funcione, e de como organizar os diversos componentes para obter melhores desempenhos. Com o 
objetivo de tornar o mundo um lugar melhor, essa arquitetura foi evoluindo e, hoje, sabe-se que o 
impacto das gerações atuais de computadores na sociedade é exponencial. A era tecnológica 
tornou-se fundamental para o desenvolvimento da humanidade e, ao contrário do que se pensava 
antes, de modo sustentável.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai estudar a evolução tecnológica e a história do sistema 
computacional, compreendendo as diferenças entre os componentes contemporâneos e os do 
passado e como funcionam um processador e suas subdivisões.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Identificar os principais fatores que marcaram a evolução tecnológica e a história do sistema 
computacional.
•
Diferenciar os componentes atuais dos mais antigos.•
Reconhecer o funcionamento de processadores e suas subdivisões.•
Infográfico
Embora os computadores tenham aparecido somente na década de 1940, os fundamentos em que 
se baseiam remontam a centenas ou até mesmo milhares de anos. Para chegar até eles, foram 
necessárias diversas transformações ao longo do tempo, acompanhando o avanço das áreas da 
Matemática, da Engenharia e da Eletrônica.
Veja no Infográfico a seguir a evolução dos diferentes dispositivos matemáticos, que permitiram a 
chegada da realidade atual, com o uso de computadores.
Aponte a câmera para o 
código e acesse o link do 
conteúdo ou clique no 
código para acessar.
https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/d71c75e1-3942-4019-9506-09f5aa212f6f/314d695e-9b3e-4c89-bf84-fd88f397bc44.jpg
Conteúdo do livro
O paralelismo da evolução tecnológica entre sistemas ou plataformas e 
também equipamentos ou hardware ocorre de forma constante e ascendente. Até pouco tempo 
atrás, a plataforma de serviços como conhecemos hoje era impensável conceitualmente e, em 
alguns casos, não havia infraestrutura computacional capaz de suportar esses anseios tecnológicos.
Para saber mais, acompanhe a leitura do capítulo Evolução da arquitetura de computadores, da 
obra Arquitetura de computadores e sistemas digitais, que serve como base teórica desta Unidade de 
Aprendizagem.
Boa leitura.
ARQUITETURA DE 
COMPUTADORES 
E SISTEMAS 
DIGITAIS 
Fabrício Felipe Meleto Barboza
Evolução da arquitetura 
de computadores
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Identificar os principais fatores que marcaram o histórico do sistema 
computacional.
  Explicar fatores acerca da evolução tecnológica.
  Diferenciar os componentes atuais dos mais antigos.
Introdução
Neste capítulo, você vai estudar sobre o histórico do sistema compu-
tacional, fatores sobre a evolução tecnológica e a diferenciação entre 
componentes do passado e os atuais, além de ver como funciona um 
processador e suas subdivisões.
Histórico do sistema computacional: 
principais fatores
Os primórdios dos computadores datam de muitos anos atrás, por volta de 
5500 a.C., com a criação do ábaco (Figura 1), que era utilizado para realizar 
diversos cálculos do dia a dia dos seres humanos em diversas etapas da 
humanidade.
Figura 1. Ábaco.
Fonte: Plutonius 3d / Shutterstock.com.
Em 1622, o inglês William Oughtred inventou a régua de cálculo (Fi-
gura 2), uma ferramenta baseada na tábua de logaritmos e que funciona 
por meio da aproximação de resultados, de forma não totalmente precisa.
Figura 2. Régua de cálculo.
Fonte: Coprid / Shutterstock.com.
Em 1833, ocorreu um grande marco na história dos computadores: 
Charles Babbage e Ada Byron King se conhecem profissionalmente. Por 
volta de 1834, Charles Babbage inventou outra máquina: dessa vez, a má-
quina analítica, que tinha propósito de uso geral. Foi a primeira máquina 
que poderia ser programada para executar vários comandos de qualquer 
tipo. Apesar de Babbage não ter tido oportunidade de construí-la, tanto 
por falta de recursos financeiros quanto tecnológicos, essa máquina foi 
base para os computadores que utilizamos até hoje, como, por exemplo, 
Evolução da arquitetura de computadores2
CPU e memória expansíveis. Logo em seguida, Ada se tornaria a primeira 
programadora de computadores do mundo, trabalhando muito tempo ao 
lado de Babbage.
Ada foi quem inventou e visualizou a importância dos laços de repetição 
(loops), de forma a trabalhar em cartões perfurados para que isto ocorresse. 
Sua contribuição para a informática foi tão grandiosa que o governo americano 
batizou uma linguagem de programação com o nome de Ada.
Como terceiro ponto da evolução histórica marcante, temos a máquina de 
Pascal (Figura 3), considerada a primeira calculadora mecânica e que funcio-
nava por meio de dois discos distintos, os quais desempenhavam o papel de 
inserir dados e colher os resultados.
Figura 3. Máquina de Pascal.
Fonte: Everett Historical/Shutterstock.com.
Depois disso, foi a vez do lançamento do ENIAC (Electrical Numerical 
Integrator and Computer), que foi lançado em 1946. Muito rápido para a 
época, era um gigante, medindo 25 metros de comprimento por quase 6 
metros de altura.
3Evolução da arquitetura de computadores
Figura 4. ENIAC (Electrical Numerical Integrator and Computer). 
Fonte: Everett Historical/Shutterstock.com.
Após o sucesso do ENIAC, vieram os computadores modernos da segunda 
e terceira geração e, entre eles, destacaram-se:
 IBM 7030;
 PDP-8;
 IBM 360/91.
Eis que chegamos na quarta geração dos computadores modernos, que é 
a geração que contempla os atuais computadores.
Essa quarta geração iniciou-se com o lançamento do Altair 8800, má-
quina compacta e com um visual apresentável, facilitando a sua adoção 
em massa, ao contrário dos fisicamente gigantes computadores disponíveis 
até então.
Evolução da arquitetura de computadores4
Segundo Gugik (2009), o 
"Altair 8800, lançado em 1975, revolucionou tudo o que era conhecido 
como computador até aquela época. Com um tamanho que cabia facil-
mente em uma mesa e um formato retangular, também era muito mais 
rápido que os computadores anteriores. O projeto usava o processador 
8080 da Intel, fato que propiciou todo esse desempenho."
A partir disso, surgiram pessoas conhecidas nos dias de hoje, como Steve Jobs 
e Bill Gates. Jobs sempre buscou a melhoria de usabilidade do operador do com-
putador, tornando a Apple a empresa a lançar o mouse e a interface gráfica para 
melhor interação, dois grandes marcos na história dos computadores pessoais.
Já Gates iniciou sua trajetória para a construção do que viria a ser o sistema 
operacional mais utilizado no mundo atualmente: o Microsoft Windows. A Intel 
realizou parcerias para o desenvolvimento de processadores para os computadores 
pessoais da IBM, e Gates aproveitou para comercializar o próprio Windows.
Os computadores ficaram cada vez mais potentes e menores, maximizando 
sua adoção e popularidade ao redor do planeta.
O Microsoft Windows teve sua primeira versão comercializada em 1985, mas o sucesso 
veio com o lançamento da versão 3.11 em 1990.
Evolução tecnológica
O paralelismo da evolução tecnológica entre sistemas ou plataformas e 
também equipamentos ou hardware ocorre de forma constante e ascendente. 
Até pouco tempo atrás, a plataforma de serviços como conhecemos hoje era 
impensável conceitualmente e, em alguns casos, não havia infraestrutura 
computacional capaz de suportar esses anseios tecnológicos.
5Evolução da arquitetura de computadores
Pense sobre todos os servidores e componentes evolutivos que estão pre-
sentes em cadeias de plataformas atuais, como o Uber ou o iFood.
Ao solicitar um Uber,o recurso tecnológico usado, que pode ser o celular, 
possui processador, memória, disco e tela. Esses componentes se comunicam 
em uma velocidade ímpar e montam o pacote de dados da sua solicitação, que 
é transferido para os servidores da empresa, os quais, por sua vez, recebem 
e confirmam a autenticidade da solicitação a partir de componentes bem 
similares ao do telefone: processadores, discos e memórias diversas.
Um processo semelhante ocorre com o iFood, caso você solicite uma 
refeição, para que chegue a entrega do prato escolhido ocorra.
Veja e perceba o valor agregado que ocorre com a evolução tecnológica, 
tanto no sentido de equipamento em si quanto nessas outras frentes e horizontes 
que se abrem de forma plena para a humanidade.
Diferenciação entre os componentes atuais 
e os mais antigos
Nesta seção, veremos os componentes atuais e suas diferenças para os seus 
antecessores, destacando a evolução tecnológica por trás das mudanças sofridas.
Com o objetivo de tornar o mundo um lugar melhor, o impacto das gera-
ções atuais de computadores na sociedade é exponencial. A era tecnológica é 
fundamental para o desenvolvimento da humanidade e, ao contrário do que 
se pensava antes, sustentável.
Você lembra como era a burocracia para solicitar um simples táxi para o 
aeroporto há dez anos? Um ritual era necessário:
 achar o cartão da central de rádio-táxi com o número de telefone;
 realizar a ligação;
 esperar na fila para atendimento;
 passar a sua localidade atual, o destino e horário desejados;
 aguardar a chegada do veículo sem informações sobre atrasos.
Há vinte anos, toda vez que você necessitava de um extrato bancário era 
necessário se deslocar até o caixa eletrônico e imprimir os lançamentos do 
período desejado, obtendo um formulário contínuo dependendo da quantidade 
de lançamentos.
A tecnologia atual facilita essas e outras atividades do cotidiano das pes-
soas, transparecendo funcionalidade e dando facilidades ao usuário final. 
Evolução da arquitetura de computadores6
Mas, para suportar e dar vida aos inúmeros aplicativos que surgem a cada 
dia, é necessário uma estrutura de servidores de alta performance e tecnologia 
embarcada para suportar acessos simultâneos.
Assim, a partir de agora, veremos alguns dos componentes dos sistemas 
computacionais divididos em subitens para melhor organização e para facilitar 
o seu entendimento.
Processador
A evolução aqui ocorre a passos largos para acompanhar a sede por mais 
poder de capacidade computacional nos dias atuais.
Como principal fabricante de processadores atualmente, a Intel é uma 
gigante tecnológica com grande histórico e capaz de fabricar estas jóias 
tão pequenas, mas tão poderosas, que são os processadores dos compu-
tadores atuais.
Do ponto de partida, com o lançamento do Intel 4004, a Intel foi pioneira na 
construção de processadores. Atualmente, detém a maior fatia de participação 
no mercado de forma disparada.
Moreira (2011) menciona que o processador Intel 4004 foi desenvolvido por Federico 
Faggin, Ted Hoff e Mazor Stanley e foi um processador de 4 bits e 16 pinos que operava 
em 740 KHz. O chip contava com oito ciclos de clock por ciclo de instrução, o que 
significa que ele era capaz de realizar até 92.600 instruções por segundo.
Esse processador foi, inicialmente, desenvolvido para uma fabricante de 
calculadoras japonesa que detinha os direitos de projeto e que, mais tarde, 
liberou a Intel para comercializar o processador com outras companhias.
Com a explosão de vendas de computadores pessoais da IBM, a In-
tel conseguiu expressivas vendas e se solidificou como empresa de forma 
permanente.
Memória
As memórias para os computadores sempre foram necessárias, pois armazenam 
informações que serão processadas pelo CPU ou gravadas no disco rígido. 
7Evolução da arquitetura de computadores
A evolução desse componente diz respeito à quantidade e velocidade tanto 
do próprio módulo de memória quanto da interface de comunicação com a 
placa mãe.
A sincronização de clock das memórias nos anos 1990 e a adição de mais 
um sinal por clock, totalizando dois, foram os diferenciais para que a evolução 
das memórias acompanhassem a do processador, não deixando gargalos de 
desempenho.
Fisicamente, memórias antigas do tipo DIMM (Figura 5) possuem dois 
cortes, enquanto memórias mais novas, do tipo DDR (Figura 6), possuem 
apenas um corte.
Figura 5. Memória do tipo DIMM.
Fonte: Darren Pullman/Shutterstock.com.
Figura 6. Memória do tipo DDR.
Fonte: Artizarus/Shutterstock.com.
Evolução da arquitetura de computadores8
Disco rígido
A escrita de dados de forma permanente ocorre no disco rígido. Sua evo-
lução foi exponencial, indo desde os antigos big foots até os atuais SSDs. 
Essa evolução também ocorreu na forma de conectores que permeiam esses 
dispositivos, indo dos antigos e lentos IDE (Figura 7) até os atuais e rápidos, 
do tipo SATA (Figura 8).
Figura 7. Cabo IDE.
Fonte: ManeeshUpadhyay/Shutterstock.com.
Figura 8. Cabo SATA.
Fonte: Makovsky Art/Shutterstock.com.
9Evolução da arquitetura de computadores
Placa mãe
Para suportar e dar vazão a todos esses conectores e poderio de processamento, 
a placa mãe também teve que se reinventar. Novas funcionalidades, controles 
e componentes foram adicionados nas estruturas desse equipamento.
Assim, antigos conectores deram lugares a novos, como a troca de IDE 
para SATA, a troca de AGP para PCI-X, DIMM para DDR, conector AT para 
ATX, etc.
GUGIK, G. A história dos computadores e da computação. 2009. Disponível em: <https://
www.tecmundo.com.br/tecnologia-da-informacao/1697-a-historia-dos-computadores-
-e-da-computacao.htm>. Acesso em: 24 jul. 2018.
MOREIRA, E. Intel 4004, o primeiro processador da história, comemora 40 anos de idade. 
2011. Disponível em: <www.techtudo.com.br/artigos/noticia/2011/11/intel-4004-o-
-primeiro-processador-da-historia-comemora-40-anos-de-idade.html>. Acesso em: 
24 jul. 2018.
Evolução da arquitetura de computadores10
 
Dica do professor
Em relação à arquitetura de computadores, os tipos de memórias são componentes de grande 
importância. A palavra memória tem origem na tecnologia por volta dos anos 1940. Nessa época, 
pequenas quantidades de bytes eram armazenadas em válvulas a vácuo para que cálculos 
matemáticos bem simples fossem efetuados nos computadores de então. Com o advento do 
circuito impresso, as memórias tiveram um grande avanço que perdura até hoje, tanto em 
capacidade de armazenamento quanto na velocidade de acesso aos dados.
Nesta Dica do Professor, você irá conhecer um pouco mais sobre a história da memória na área de 
Informática e seus principais tipos, presentes em computadores.
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Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
História: a evolução dos computadores
Você sabia que no início da década de 1950 já existiam computadores? Logicamente, eles não se 
pareciam nem um pouco com os que temos hoje, mas já realizavam alguns cálculos complexos em 
pouquíssimo tempo. Nesses 60 anos, elementos desapareceram e componentes foram criados, 
então prepare-se para conhecer um pouco mais sobre essa magnífica história.
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O primeiro computador do mundo
Você sabia que o primeiro computador foi projetado em 1849, e que foi uma mulher quem 
escreveu o primeiro programa para ele? Aprofunde os seus conhecimentos por meio deste vídeo 
que mostra quem foram Charles Babbage e Ada Lovelace.
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A história do mouse
Você consegue se imaginar usando um computador sem o mouse? Sua primeira demonstraçãopública completa 50 anos, e nada mais justo do que contar a trajetória desse produto, da invenção 
até os supermodelos atuais.
https://www.youtube.com/embed/mFdUqqwzbVs
https://www.youtube.com/embed/35MwtZ5MKjM
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https://www.youtube.com/embed/Bx0q8KJ_8as
Representações de dados e 
aritmética de computadores
Apresentação
O computador recebe, analisa, processa e transmite uma grande quantidade de dados gerados por 
aplicações e seus usuários. Para tal, se faz necessário que esses dados sejam compreendidos pelo 
computador, que é uma máquina capaz de trabalhar com variações da eletricidade que passam por 
seus componentes de hardware. Assim, os dados são interpretados e convertidos em valores 
matemáticos e lógicos para então serem utilizados.
Como os circuitos eletrônicos variam apenas entre o estado ligado e desligado a matemática 
computacional utiliza o sistema numérico binário como base para todas a funções que o 
computador realiza internamente. Ele emprega 2 símbolos para representar todos os valores 
possíveis, o zero (0) e o um (1), chamados de bits (binary digits), unidade mais básica de informação. 
Por meio do sistema binário são representados, por exemplo, os números e os caracteres.
Nesta unidade você irá aprender a respeito de como os computadores representam internamente 
os números, as letras e todo tipo de informação. Também, irá conhecer o funcionamento e a 
aritmética desse sistema, que é a base para os computadores atuais. 
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Identificar como os computadores representam os dados internamente.•
Converter números do sistema de numeração decimal para o sistema de numeração binário, 
sejam eles positivos ou negativos.
•
Realizar operações aritméticas básicas no sistema de numeração binário.•
Infográfico
Como o computador é capaz de compreender o que digitamos? Veja no infográfico como a 
linguagem natural se transforma na linguagem entendida pela máquina.
Conteúdo do livro
Acompanhe o capítulo Representações de Dados e Aritmética de Computadores do livro 
Arquiteturas de computadores, que trata do sistema de numeração posicional e conversão de 
decimal para binário, conteúdos importantes ao se estudar a representação de dados do 
computador.
Boa leitura. 
ARQUITETURAS DE 
COMPUTADORES
Maurício de Oliveira Saraiva
Representações de dados e 
aritmética de computadores
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Identificar como os computadores representam os dados internamente.
  Converter números do sistema de numeração decimal para o sistema 
de numeração binário, sejam eles positivos ou negativos.
  Realizar operações aritméticas básicas no sistema de numeração 
binário.
Introdução
Os computadores armazenam e manipulam dados de forma a descrever 
números, letras e todo tipo de informação. O bit, unidade mais básica de in-
formação, pode ser representado por meio de um sistema de numeração, 
o binário, que é composto por zeros e uns. A soma de oito bits constitui 
um byte, que representa um único caractere de texto e consiste na menor 
unidade de armazenamento empregada pelos computadores. O termo 
byte também é usado para designar quantidades, como a quantidade 
de memória ou a capacidade de armazenamento de um dispositivo.
Neste capítulo, você vai estudar o funcionamento e a aritmética do 
sistema de numeração binário, que é a base para os computadores atuais. 
Você vai verificar como os dados são representados internamente nos 
computadores e como são realizadas conversões e operações aritméticas 
básicas no sistema binário.
Representação interna de dados nos 
computadores
A representação de dados nos computadores se baseia na informação mais 
básica de um sistema digital, o bit (b). Bit signifi ca binary digit (dígito binário) 
e é representado em um circuito de computador composto por chaves elétricas 
de apenas dois estados, ligado ou desligado (alto ou baixo), conforme lecionam 
Null e Lobur (2011).
Na prática, esses dois estados são representados por zeros e uns e indicam 
a forma como os computadores armazenam e manipulam dados para descrever 
qualquer caractere, como letras, números e símbolos. O conjunto de oito bits, 
formado por zeros e uns, representa um byte (B).
Saiba mais sobre byte acessando o link: 
https://goo.gl/P7wTXZ
Com o agrupamento de caracteres, é possível formar palavras. Nas lingua-
gens humanas, as palavras possuem tamanhos diferentes, mas, nos computa-
dores, todas as palavras possuem o mesmo número de caracteres, representado 
pela sequência de bits (zeros e uns). O tamanho de uma palavra representa a 
capacidade de dados que podem ser manipulados por determinada arquitetura, 
pois, quanto maior for o número de bytes, melhor será sua eficiência por meio 
do aumento do número de instruções inteligíveis, segundo Null e Lobur (2011).
As arquiteturas mais antigas são conhecidas como sistemas de 8 bits (1 byte). 
Posteriormente, com a evolução do hardware, os sistemas foram evoluindo 
para palavras de 16 bits (x86 ou 16-bit) e 32 bits (i86 ou 32-bit), até chegarem 
aos modelos atuais de 64 bits (x64 ou 64-bit), como os processadores Intel 
Core i9 e AMD Ryzen Threadripper.
Sistemas de numeração
Um sistema de numeração pode ser defi nido pela forma como as quantidades 
podem ser representadas e pelas suas regras de representação. Vimos que 
o sistema de numeração binário é composto pelos números zero e um; no 
entanto, existem outros sistemas de numeração, sendo os mais conhecidos o 
decimal, o octal e o hexadecimal.
Representações de dados e aritmética de computadores2
Os sistemas de numeração que serão apresentados a seguir pertencem 
aos sistemas posicionais, que representam os valores conforme a sua posição 
no conjunto de símbolos — quanto mais à esquerda ele estiver, mais ele vale 
em relação ao número que estiver à sua direita segundo Null e Lobur (2011).
Sistema de numeração decimal
O sistema de numeração decimal ou base 10 é o mais conhecido e difundido na 
humanidade, pois é o sistema que utilizamos para representar a contagem de 
tudo o que conhecemos — por exemplo, o dinheiro. Nesse sistema, conforme 
lecionam Null e Lobur (2011), o conjunto é defi nido por um alfabeto de 10 
símbolos, conforme a seguinte sequência: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9. 
O sistema de numeração decimal especifica que cada número à esquerda representa 
10 vezes mais o valor que está localizado imediatamente à sua direita.
A notação base 10 é definida pelo número 10 em subscrito ou simples-
mente o próprio número, como o seguinte número: 352
10
 ou apenas 352. A 
representação do número 352 pode ser visualizada na tabela a seguir. Nela, 
os dígitos são inseridos conforme a sua posição, e o cálculo é realizado pela 
seguinte expressão: 
a
n
 · 10n + ... + a
2
 · 102 + a
1
 · 101 + a
0
 · 100
3 · 102 + 5 · 101 + 2 · 100 => 300 + 50 + 2 => 352
Valor pela posição 103 102 101 100
Dígitos 3 5 2
Sistema de numeração binário
Como dito anteriormente, esse é o sistema utilizado pelos computadores 
para representar a informação básica de um sistema digital, cujo conjunto de 
3Representações de dados e aritmética de computadores
símbolos é composto apenas pelos números zero e um, conforme apontam 
Null e Lobur (2011). 
No sistema de numeração binário, cada dígito à esquerda vale duas vezes mais em 
relação ao dígito imediatamente à sua direita.
 
A notação base 2 é definida pelo número 2 em subscrito ao lado do número 
binário, conforme o seguinte exemplo: 1011
2
. A representação do número 
1011
2
 pode ser visualizada na seguinte tabela, na qual os dígitos são inseridos 
conforme a sua posição:
Valor pela posição 24 23 22 21 20
Dígitos 1 0 1 1
A conversão de um número binário em decimal se dá pela expressão apre-
sentada a seguir.Ao substituir os valores na expressão, encontra-se o número 
11 em decimal:
a
n
 · 2n + ... + a
2
 · 22 + a
1
 · 21 + a
0
 · 20
1 · 23 + 0 · 22 + 1 · 21 + 1 · 20 => 8 + 0 + 2 + 1 => 11
Sistema de numeração octal
Conforme Null e Lobur (2011), no sistema de numeração octal ou base 8, os 
elementos são representados por um alfabeto de oito símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 
5, 6, 7. 
No sistema de numeração octal, cada dígito à esquerda vale oito vezes mais em relação 
ao dígito imediatamente à sua direita.
Representações de dados e aritmética de computadores4
A notação base 8 é definida pelo número 8 em subscrito ao lado do nú-
mero octal, conforme o seguinte exemplo: 123
8
. A representação do número 
123
8
 pode ser visualizada na seguinte tabela, na qual os dígitos são inseridos 
conforme a sua posição:
Valor pela posição 83 82 81 80
Dígitos 1 2 3
A conversão de um número octal em decimal se dá pela expressão apresen-
tada a seguir. Ao substituir os valores, encontra-se o número 83 em decimal:
a
n
 · 8n + ... + a
2
 · 82 + a
1
 · 81 + a
0
 · 80
1 · 82 + 2 · 81 + 3 · 80 => 64 + 16 + 3 => 83
Sistema de numeração hexadecimal
O sistema de numeração hexadecimal ou base 16 apresenta um único símbolo 
para cada conjunto de quatro bits. Os elementos são representados pelos 
seguintes símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E e F, em que A, B, 
C, D, E e F representam os números 10, 11, 12, 13, 14 e 15, respectivamente, 
conforme lecionam Null e Lobur (2011). 
No sistema de numeração hexadecimal, cada dígito à esquerda vale dezesseis vezes 
mais em relação ao dígito imediatamente à sua direita.
A notação base 16 é definida pelo número 16 em subscrito ao lado do 
número hexadecimal, conforme o seguinte exemplo: 5F
16
. A representação do 
número 5F
16
 pode ser visualizada na seguinte tabela, na qual os dígitos são 
inseridos conforme a sua posição:
Valor pela posição 162 161 160
Dígitos 5 F
5Representações de dados e aritmética de computadores
A conversão de um número hexadecimal em decimal se dá pela expressão 
apresentada a seguir. Ao substituir os valores, encontra-se o número 95 em 
decimal, pois F representa 15, conforme o conjunto de símbolos:
a
n
 · 16n + ... + a
2
 · 162 + a
1
 · 161 + a
0
 · 160
5 · 161 + F · 160 => 80 + 15 · 160 => 80 + 15 => 95
Conversão de numeração decimal para o 
sistema binário
Vimos que os computadores manipulam os dados no formato binário e que 
nós, seres humanos, trabalhamos mais frequentemente com os números no 
formato decimal. No entanto, em algum momento pode ser necessário converter 
os valores do sistema de numeração decimal para a base binária, assim como 
converter valores da base decimal para outras bases, como octal e hexadecimal, 
conforme sugerem Null e Lobur (2011).
A esse processo dá-se o nome de conversão de bases. Os conhecimentos 
de conversão de bases são importantes para o estudo da organização dos 
computadores, dos circuitos digitais, da lógica de programação e da arquitetura 
de computadores, entre outras.
Conversão de número decimal sem sinal para binário
Essa conversão pode ser realizada por meio do método de subtrações suces-
sivas ou pelo método de divisão-resto. Por ser mais intuitivo, rápido e fácil, 
neste capítulo abordaremos o método de divisão-resto.
Para saber mais sobre o método de subtrações sucessivas, consulte o Capítulo 2, 
página 76, do livro Princípios básicos de Arquitetura e Organização de Computadores, 
de Null e Lobur (2011).
Para converter um número decimal em binário é preciso realizar sucessivas 
divisões por dois, gerando um resto à cada divisão, que corresponde às partes 
Representações de dados e aritmética de computadores6
do número binário produzido. O resultado une todos os restos de trás para a 
frente, conforme ilustrado na Figura 1.
Figura 1. Exemplo de conversão de decimal para binário.
Nesse exemplo, a conversão do número 11 para o binário 1011 ocorreu por 
meio dos seguintes passos:
1. Divisão de 11 por 2, gerando resultado 5 e resto 1.
2. Divisão do resultado 5 por 2, gerando resultado 2 e resto 1.
3. Divisão do resultado 2 por 2, gerando resultado 1 e resto 0.
4. Divisão do resultado 1 por 2, gerando resultado 0 e resto 1.
5. Leitura dos restos de baixo para cima, produzindo o binário 1011.
Para converter um número decimal para octal ou hexadecimal, é preciso modificar 
apenas o divisor por 8 para octal e por 16 para hexadecimal. O modo de cálculo é o 
mesmo da conversão para binário, inclusive a leitura dos restos de baixo para cima. 
Outra forma de converter um número decimal em hexadecimal é transformá-lo para 
binário, agrupar em quartetos e converter individualmente cada quarteto, segundo 
Null e Lobur (2011).
Conversão de número decimal com sinal para binário
Um número binário com sinal reserva o seu dígito de mais alta ordem para 
armazenar o sinal positivo ou negativo. Isto é: a sua posição mais à esquerda 
7Representações de dados e aritmética de computadores
armazena o dígito 0, para indicar que ele é positivo, e o dígito 1, para indicar 
que ele é negativo, conforme lecionam Null e Lobur (2011).
Vejamos o exemplo do número 10 em decimal, representado em um binário 
de 7 bits como 0001010
2
:
  Dígito 0 para números positivos (00001010
2
 = +10
10
).
  Dígito 1 para números negativos (11110110
2
 = −10
10
).
Como visto, um número binário composto por 8 bits utiliza 7 bits para 
determinar o módulo do número e 1 bit para representar o seu sinal. Dessa 
forma, o tamanho máximo que esse número pode armazenar fica na faixa 
entre −127 <= X <= +127, conforme a seguinte expressão:
−2N−1 − 1 <= X <= + 2N−1 − 1
Onde N representa o número máximo de bits de cada número.
  Para 8 bits: −27 − 1 <= X <= +27 − 1 
  Para 16 bits: −215 − 1 <= X <= +215 − 1
  Para 32 bits: −231 − 1 <= X <= +231 − 1
O modo mais utilizado para converter um número decimal negativo em 
binário é conhecido como complemento de 2 (C2). Nesse método, utiliza-se 
a conversão do módulo do número para binário, como se ele fosse um número 
positivo. Em seguida, inverte-se todos os bits, incluindo o bit de sinal (de mais 
alta ordem), em uma operação conhecida como complemento de 1 (C1). Na 
sequência, soma-se 1 ao número binário produzido por C1, desprezando o 
último dígito de transporte, caso exista. 
Vejamos o seguinte exemplo para o decimal −10:
Binário Operações
00001010 10
11110101 C1
+1 C2
11110110 –10 (decimal)
1. Converteu-se 10 para binário positivo, produzindo 00001010.
2. Aplicou-se a inversão dos bits (complemento de 1 − C1).
Representações de dados e aritmética de computadores8
3. Somou-se 1 ao resultado de C1 (complemento de 2 − C2).
4. O resultado apresentou 11110110
2
 para −10 em decimal.
O complemento de 2 é uma técnica utilizada apenas para converter números decimais 
negativos em binários. Os números decimais positivos podem ser convertidos por 
meio do método divisão-resto apresentado anteriormente.
Operações aritméticas básicas no sistema de 
numeração binário
É possível realizar diversas operações com números do sistema de numeração 
binário. As operações básicas com números binários são adição, subtração, 
multiplicação e divisão, conforme será apresentado a seguir, com base em 
Null e Lobur (2011).
Adição
A adição no sistema de numeração binário segue as mesmas regras do sistema 
de numeração decimal. Quando se adiciona 1 ao 0, ou vice-versa, o resultado 
é 1. Se ambos os dígitos forem 0, o resultado será 0. No entanto, se os dois 
dígitos forem 1, o resultado é 0 e vai 1 para a casa à esquerda, conforme 
apresentado na tabela a seguir. 
0 0 =+ 0
0 1 =+ 1
1 0 =+ 1
1 1 =+ 0 e vai 1
Vejamos o exemplo que soma o número 1101
2
 a 1001
2
:
Binário Decimal
1101 13
+ 1001 9
10110 22
9Representações de dados e aritmética de computadores
Subtração
Na subtração, a regra também é parecida com a regra de subtração de nú-
meros decimais. Quando um número menor subtrai de outro maior, ocorre o 
empréstimo de1 do número à sua esquerda.
As regras para subtração no sistema binário estão descritas a seguir:
0 0 0– =
0 1 1 e empresta 1– =
1 0 1– =
1 1 0– =
Vejamos o seguinte exemplo, que subtrai o número 1101
2
 de 0110
2
:
Binário Decimal
1101 13
–0111 7
0110 6
Multiplicação
A multiplicação de binários também segue a mesma regra da multiplicação 
entre números decimais. Multiplica-se cada dígito do segundo número por 
todos os dígitos do primeiro número. Os resultados são acumulados na linha 
de baixo, com um recuo à direita. Por fi m, os números são somados conforme 
o método de adição.
As regras para multiplicação no sistema binário estão descritas a seguir:
0 x =0 0
0 x =1 0
1 x =0 0
1 x =1 1
Vejamos um exemplo que multiplica o número 1101
2
 por 1001
2
:
Representações de dados e aritmética de computadores10
Binário Decimal
1101 13
x 0111
1101
1101 _
1101 __
0000 ___
1011011 91
7
Divisão
Assim como na multiplicação, a divisão de binários segue a mesma regra da 
divisão entre números decimais. Na divisão binária não existe uma tabela de 
regras, pois se utilizam a multiplicação e a subtração para chegar ao resultado.
Vejamos o seguinte exemplo que divide o número 1011010
2
 por 110
2
:
Dividendo Divisor
1011010 110
1011
–110
–110
–110
–110
0
110
1010
1001
1111
90/6 = 15
Nesse exemplo, a divisão foi realizada em quatro etapas:
1. Comparou-se o divisor com o dividendo para decidir se usaríamos 3
ou 4 dígitos do dividendo. No caso, usamos os quatro primeiros dígitos 
do dividendo (1011
2
). O quociente recebeu o dígito 1, e subtraiu-se 110
2
 
de 1011
2
, produzindo 101
2
 como resto.
2. Baixou-se o dígito 0 do dividendo, formando o número 1010
2
, porque
o resto ainda era menor do que o divisor. O quociente recebeu outro 
dígito 1, e subtraiu-se 110
2
 de 1010
2
, produzindo 100
2
 como resto.
11Representações de dados e aritmética de computadores
3. Baixou-se o dígito 1 do dividendo, formando o número 1001
2
, porque
o resto ainda era menor do que o divisor. O quociente recebeu outro 
dígito 1, e subtraiu-se 110
2
 de 1001
2
, produzindo 110 como resto.
4. Por fim, o dividendo ficou com valor igual ao divisor, bastando apenas 
acrescentar o último dígito 1 ao divisor e subtrair 110
2
 de 110
2
, produ-
zindo 0 como resto.
NULL, L.; LOBUR, J. Princípios básicos de arquitetura e organização de computadores. 2. 
ed. Porto Alegre: Bookman, 2011.
Referência
Representações de dados e aritmética de computadores12
Conteúdo:
Dica do professor
O vídeo a seguir traz um resumo dos principais conceitos desta unidade. Utilize este material para 
auxiliar na resolução dos exercícios!
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/ea4cf29cf5cc5a875c6dd4ade54edc42
Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
Binary Tutorial
Nesta lição, você aprenderá como escrever números binários, como converter números binários em 
decimais (base 10) e como adicionar números binários. juntos. Se você ficar preso, sinta-se à 
vontade para fazer as perguntas abaixo.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
See how computers add numbers in one lesson
Dê uma olhada dentro do seu computador para ver como os transistores trabalham juntos em um 
microprocessador para adicionar números usando portas lógicas.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
Engenharia de Software: uma abordagem profissional
Para se aprofundar mais em arquiteturas de computadores, leia este livro, que apresenta o 
conteúdo pertinente ao que foi estudado nesta Unidade de Aprendizagem.
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
https://www.youtube.com/embed/0qjEkh3P9RE
https://www.youtube.com/embed/VBDoT8o4q00
Estrutura de um computador
Apresentação
Você sabia que a estrutura física do computador, com seus componentes e variações de velocidade 
e qualidade, é essencial para obtermos desempenho nos processos? Identificar seus diferenciais e 
aplicar a combinação correta pode fazer uma grande diferença no funcionamento do sistema 
operacional.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai conhecer a estrutura de um computador, estudando, 
assim, os principais periféricos e suas funcionalidades.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Diferenciar os principais módulos e placas do PC.•
Reconhecer o processo de montagem dos principais módulos do PC.•
Definir placa-mãe, processadores, ponte norte/sul, BIOS.•
Infográfico
O Chipset é um dos principais componentes lógicos de uma placa-mãe, dividindo-se entre "Ponte 
norte" (northbridge, controlador de memória, alta velocidade) e "Ponte sul" (southbridge, controlador 
de periféricos, baixa velocidade). A ponte norte faz a comunicação do processador com as 
memórias e, em outros casos, com os barramentos de alta velocidade AGP e PCI Express. Já a 
ponte sul, abriga os controladores de HDs (ATA/IDE e SATA), portas USB, paralela, PS/2, serial, os 
barramentos PCI e ISA, que já não são usados mais em placas-mãe modernas.
Neste infográfico, entenda melhor a funcionalidade da ponte norte e ponte sul da placa-mãe.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para 
acessar.
https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/619a270c-5fa9-449c-9aa7-06d1094e90ee/2a4c1da7-a5b6-4533-ae1e-90246a722152.jpg
Conteúdo do livro
Diferenciar os principais módulos e placas do computador, reconhecendo o processo de montagem 
dos componentes é fundamental para identificar possíveis falhas e suas correções.
Na obra "Sistemas Operacionais", você obterá informações sobre a estrutura do computador.
SISTEMAS 
OPERACIONAIS
Cleverson 
Lopes Ledur
Estrutura de um computador
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Diferenciar os principais módulos e placas do PC
 � Reconhecer o processo de montagem dos principais módulos do PC
 � Definir placa-mãe, processadores, ponte norte/sul, BIOS
Introdução
O hardware do computador inclui suas partes físicas, que são compo-
nentes como a unidade central de processamento, monitor, teclado, 
armazenamento de dados, placa gráfica, placa de som, alto-falantes 
e placa-mãe. Por outro lado, o software é uma instrução que pode ser 
armazenada e executada pelo hardware. 
O hardware é assim chamado por ser "rígido" em relação a mudan-
ças ou modificações. O software é "soft" porque pode ser facilmente 
atualizado ou alterado. Entre o software e o hardware existe também 
o firmware, que é um software fortemente acoplado a um hardware 
específico de um sistema de computador, difícil de mudar mas também 
entre os mais estáveis no que diz respeito à consistência da interface. 
A progressão dos níveis de "dureza" para "suavidade" nos sistemas de 
computação é paralela a uma progressão de camadas de abstração 
na computação.
Neste capítulo, você vai aprender a diferenciar os principais módulos 
e placas do PC, reconhecer o processo de montagem dos principais 
módulos do PC e a definir placa-mãe, processadores, ponte norte/sul 
e BIOS.
Módulos e placas do PC
Um PC moderno é, ao mesmo tempo, simples e complexo. É simples no sentido 
de que, ao longo dos anos, muitos dos componentes usados para construir um 
sistema foram integrados a outros componentes, reduzindo as partes reais do 
equipamento. É complexo, porém, no sentido de que cada parte de um sistema 
moderno executa muito mais funções do que os mesmos tipos de peças em 
sistemas mais antigos (LOWN, 2018).
Esta seção examina brevemente todos os componentes e periféricos em 
um sistema de PC moderno. A seguir, listamos os componentes e periféricos 
necessários para montarum sistema básico de PC moderno:
 � placa-mãe (motherboard);
 � processador;
 � memória (RAM);
 � gabinete;
 � fonte de energia;
 � unidade de disquete;
 � disco rígido;
 � unidade de CD-ROM, CD-RW ou DVD-ROM;
 � teclado;
 � mouse;
 � cartão de vídeo;
 � monitor; 
 � placa de som;
 � caixas de som;
 � modem.
Vamos entender a seguir o que faz cada um destes componentes e a sua 
importância para as operações do computador.
A placa-mãe, também identificada como motherboard, é o núcleo do 
sistema. É realmente o PC, pois tudo o mais está conectado a ela e ela controla 
tudo no sistema. Uma placa-mãe é a principal placa de circuito impresso (PCB) 
encontrada em microcomputadores de uso geral e outros sistemas expansíveis. 
Ela mantém e permite a comunicação entre muitos dos componentes eletrôni-
cos cruciais de um sistema, como a unidade central de processamento (CPU) 
e a memória, e fornece conectores para outros periféricos. Uma placa-mãe 
geralmente contém subsistemas significativos, como o processador central, 
os controladores de entrada/saída e de memória do chipset, os conectores de 
interface e outros componentes integrados para uso geral e aplicações. Veja 
um exemplo de placa-mãe na Figura 1.
Estrutura de um computador2
Figura 1. Placa-mãe Intel Socket 1156/Intel H55/DDR3/A&GbE/ATX.
O processador, também chamado de CPU (unidade central de processa-
mento), é considerado o "mecanismo" do computador. Trata-se do circuito 
eletrônico que executa as instruções de um programa, como as operações 
básicas de aritmética, lógica, controle e entrada/saída (E/S) especificadas pelas 
instruções. Os principais componentes de um processador são a unidade lógica 
aritmética (ULA); que realiza operações aritméticas e lógicas; registradores 
de processador, que fornecem operações à ULA e armazenam os resultados 
das operações; e uma unidade de controle que orquestra as buscas na memória 
e a execução de instruções, orientando as operações coordenadas da ULA, 
registros e outros componentes.
Veja na um exemplo de processador na Figura 2.
3Estrutura de um computador
Figura 2. Processador Intel Core i7.
A memória do sistema é frequentemente chamada de RAM (memória 
de acesso aleatório, ou randômico). Essa é a memória principal, que contém 
todos os programas e dados que o processador está usando em um determi-
nado momento. É um tipo de armazenamento que guarda temporariamente os 
dados e o código da máquina que estão em uso. Um dispositivo de memória 
RAM permite que os itens de dados sejam lidos ou gravados quase no mesmo 
período de tempo, independentemente da localização física dos dados dentro 
da memória. Em contraste com outras mídias de armazenamento de dados 
de acesso direto, como discos rígidos, CD-RWs, DVD-RWs e as antigas fitas 
magnéticas, que tem limitações mecânicas, como velocidades de rotação do 
meio e movimento do braço, a memória RAM demanda tempo reduzido para 
ler e gravar itens de dados. Veja, na Figura 3, um exemplo de memória RAM.
Figura 3. Módulo (também chamado de pente) de memória RAM modelo Kingston 
KVR1333D3N9/2G.
Estrutura de um computador4
O gabinete, às vezes denominado de chassi ou case, é onde se abrigam 
a placa-mãe, a fonte de alimentação, as unidades de disco, as placas adapta-
doras e quaisquer outros componentes físicos no sistema. Os gabinetes são 
geralmente construídos em aço (aço inoxidável, galvanizado, laminado a frio, 
bobina) ou alumínio. O plástico é usado às vezes e outros materiais, como 
vidro, madeira e até mesmo peças de Lego, aparecem em gabinetes. Veja um 
exemplo de gabinete na Figura 4.
Figura 4. Gabinete/chassi.
Fonte de energia é a fonte de alimentação, que fornece energia elétrica para 
cada parte do PC. Uma unidade de fonte de alimentação (ou PSU) converte 
a rede elétrica CA em energia CC regulada de baixa tensão para os compo-
nentes internos de um computador. Computadores pessoais modernos usam 
universalmente fontes de alimentação de modo comutado. Algumas fontes 
de alimentação possuem um interruptor manual para selecionar a tensão de 
entrada, enquanto outras se adaptam automaticamente à tensão da rede. Veja 
na Figura 5 um exemplo de fonte de alimentação/energia.
5Estrutura de um computador
Figura 5. Fonte de alimentação de energia.
A unidade de disquete é um dispositivo para receber uma mídia removível 
simples, barata e de baixa capacidade de armazenamento magnético. Atual-
mente, é raro encontrá-la em computadores, mas você poderá se deparar com 
ela ao trabalhar com computadores legados. Embora as unidades de disquete 
ainda tenham alguns usos limitados, especialmente com equipamento de 
computador industrial legado, foram substituídas por métodos de armazena-
mento de dados com capacidade muito maior, como pen drives USB, cartões 
de armazenamento flash, discos rígidos externos portáteis, discos ópticos e 
armazenamento disponível através de redes de computadores. Veja na Figura 
6 um exemplo de uma unidade de disquete.
O disco rígido é a memória primária de armazenamento de arquivos do 
sistema. Uma unidade de disco rígido (HDD) é um dispositivo eletrome-
cânico de guarda de dados que usa armazenamento magnético para salvar 
e recuperar informações digitais usando um ou mais discos de rotação 
rápida, revestidos com material magnético. Os pratos são emparelhados 
com cabeças magnéticas, geralmente dispostas em um braço leitor móvel, 
que lê e grava dados nas superfícies dos discos. Os dados são acessados de 
maneira aleatória, o que significa que blocos individuais de dados podem 
ser armazenados ou recuperados em qualquer ordem e não apenas sequen-
cialmente. Os HDDs são um tipo de armazenamento não volátil, mantendo 
os dados armazenados mesmo quando estão desligados. Veja um exemplo 
de disco rígido na Figura 7.
Estrutura de um computador6
Figura 6. Disquete e driver.
Fonte: Dicas para computador (2018, documento on-line).
Figura 7. Disco rígido.
Fonte: Conceitos (2018, documento on-line).
7Estrutura de um computador
As unidades de CD-ROM (somente CD/somente leitura) e DVD-ROM 
(disco digital versátil somente leitura) são unidades ópticas de mídia de ca-
pacidade relativamente alta. Durante a década de 1990 e 2000, os CD-ROMs 
eram popularmente usados para distribuir softwares e dados para uso em 
computadores e consoles de videogame. Alguns CDs, chamados de CDs apri-
morados, armazenam dados de computador e áudio, com os últimos podendo 
ser reproduzidos em um CD player, enquanto os de dados (como software 
ou vídeo digital) só podem ser usados em um computador. Também existem 
drivers que permitem a leitura/escrita de DVDs e mídias blue-ray, utilizadas, 
em sua maioria para armazenamento e reprodução de vídeos. Veja, na Figura 8, 
um exemplo de CD-ROM.
Figura 8. CD-ROM.
Em um PC, o teclado é o dispositivo primário pelo usuário para se co-
municar e controlar um sistema. Um teclado de computador é um dispositivo 
do tipo máquina de escrever que usa um arranjo de teclas para atuar como 
alavancas mecânicas ou interruptores eletrônicos. Após o declínio dos car-
tões perfurados e da fita de papel, a interação por meio de teclados de estilo 
teleprinter tornou-se o principal método de entrada para computadores. As 
teclas do teclado (botões) normalmente possuem caracteres gravados ou im-
pressos neles e cada pressionamento de uma tecla normalmente corresponde 
a um único símbolo escrito. No entanto, a produção de alguns símbolos pode 
exigir pressionar e segurar várias teclas simultaneamente ou em sequência. 
Enquanto a maioria das teclas do teclado produz letras, números ou sinais 
(caracteres), outras teclas ou pressionamentos simultâneos de teclas podem 
produzir ações ou executar comandos do computador. Veja um exemplo de 
teclado na Figura 9.
Estrutura de um computador8
Figura 9. Teclado.
Embora muitos tipos de dispositivos apontadores estejam no mercado atu-
almente, o primeiro e mais popular dispositivo para essa finalidade é o mouse. 
É um dispositivo apontador de mão que detectamovimento bidimensional 
em relação a uma superfície. Esse movimento é normalmente traduzido no 
movimento de um ponteiro em uma tela, o que permite um controle suave 
da interface gráfica do usuário. Veja, na Figura 10, um exemplo de mouse.
Figura 10. Mouse.
9Estrutura de um computador
A placa de vídeo controla as informações que você vê no monitor. Trata-
-se de uma placa de expansão que gera uma alimentação de imagens de saída 
para um monitor. No núcleo de uma placa gráfica/vídeo está a unidade de 
processamento gráfico (GPU), parte principal, que faz os cálculos reais. Os 
sistemas de conexão mais comuns entre a placa de vídeo e a tela do computador 
são: VGA, DVI, HDMI, DisplayPort. Veja um exemplo de placa de vídeo na 
Figura 11.
Figura 11. Placa de vídeo. Na imagem uma GTX 1050 da Nvidia.
A placa de som permite que o PC gere sons complexos. Também conhecida 
como placa de áudio, é uma placa de expansão interna que fornece entrada e 
saída de sinais de áudio de e para um computador, sob controle de softwares. O 
termo placa de som também é aplicado a interfaces de áudio externas, usadas 
para aplicativos de áudio profissionais. A funcionalidade de som também pode 
ser integrada à placa-mãe, usando componentes semelhantes aos encontrados 
em placas plug-in. O sistema de som integrado é muitas vezes ainda referido 
como uma placa de som. Hardware de processamento de som também está 
Estrutura de um computador10
presente em placas de vídeo modernas com HDMI, para saída de som junto 
com o vídeo usando esse conector. Anteriormente usava-se uma conexão 
SPDIF para a placa-mãe ou placa de som. Veja, na Figura 12, um exemplo de 
uma placa de som não integrada com a placa-mãe.
Figura 12. Placa de som.
Atualmente, a maioria das placas-mãe já possuem alguns destes itens 
anexados. Nesses casos, definimos o dispositivo como on board. Além disso, 
também contamos com dispositivos USB que desempenham as mesmas fun-
ções, como drivers de CD/DVD, modens, mouses e teclados.
Processo de montagem
Agora que você já estudou a maioria dos componentes de um computador, 
vamos conhecer o passo a passo de sua montagem. Inicialmente, você deve 
ter todos os componentes disponíveis para a montagem, bem como chaves 
do tipo philips, pasta térmica e, em alguns casos, pulseira antiestática 
(LOWN, 2018). Veja o conjunto de equipamentos e componentes necessários 
na Figura 13.
11Estrutura de um computador
Figura 13. Equipamentos para a montagem de um computador.
Fonte: Bourque (2018, documento on-line).
Vamos ao passo a passo:
1. Aterrar. Use um cabo de pulseira antiestática para evitar descarga ele-
trostática (ESD) que pode ser fatal para os eletrônicos do computador. Se 
você não conseguir um cabo de pulseira antiestático, conecte sua fonte 
de alimentação aterrada a uma tomada (mas não a ligue) e mantenha sua 
mão na unidade aterrada sempre que tocar em itens sensíveis a ESD.
2. Abrir o gabinete. Desparafuse o painel lateral (ou deslize-o em direção 
à parte de trás do gabinete).
3. Instalar a fonte de alimentação. Alguns gabinetes vêm com a fonte de 
alimentação já instalada, enquanto outros exigem que você compre 
a fonte de alimentação separadamente e instale-a por conta própria. 
Certifique-se de que a fonte de alimentação esteja instalada na orien-
tação correta e de que nada esteja bloqueando o ventilador da fonte de 
alimentação. A fonte de alimentação normalmente vai perto do topo 
do gabinete. Você pode determinar onde a fonte de alimentação deve 
ficar procurando uma seção ausente na parte de trás do gabinete. Veja 
exemplo na Figura 14.
Estrutura de um computador12
Figura 14. Instalação de uma fonte no gabinete.
Fonte: Bourque (2018, documento on-line).
4. Adicionar os componentes à placa-mãe. Geralmente é mais fácil fazer 
isso antes de instalar a placa-mãe, quando suas possibilidades de co-
nectar componentes serão maiores.
5. Conectar o processador à placa-mãe, localizando a porta do proces-
sador na superfície da placa-mãe e conectando o cabo ou o conector 
do processador à porta. Veja um exemplo desta conexão na Figura 15.
6. Anexar sua memória RAM à placa-mãe, encontrando os slots de me-
mória RAM e inserindo as placas de RAM de forma adequada (eles só 
devem caber em um caminho). Veja a ação na Figura 16.
13Estrutura de um computador
Figura 15. Processador instalado na placa-mãe.
Fonte: Bourque (2018, documento on-line).
Figura 16. Instalação da memória RAM na placa-mãe.
Fonte: Bourque (2018, documento on-line).
Estrutura de um computador14
7. Conectar a fonte de alimentação à seção da fonte de alimentação da 
placa-mãe.
8. Localizar (mas não conecte) a porta SATA do disco rígido da placa-
-mãe. Mais tarde, você vai usar isso para conectar o disco rígido com 
a placa-mãe.
9. Aplicar a pasta térmica ao processador, se necessário. Coloque apenas 
um pequeno ponto, do tamanho de um grão de arroz. Adicionar muita 
pasta térmica cria problemas sérios, como colar o soquete da placa-mãe, 
o que pode causar curto-circuito nos componentes e diminuir o valor 
da própria placa-mãe se você planeja vendê-la mais adiante. Alguns 
processadores vêm com dissipadores de calor e não precisam de pasta 
térmica, pois o dissipador pode vir com esse produto já aplicado pela 
fábrica. Portanto, verifique a parte inferior da unidade do dissipador 
de calor antes de aplicar a pasta no processador.
10. Anexar o dissipador de calor. O procedimento dessa instalação varia de 
um dissipador para outro. Leia, então, as instruções específicas para o 
seu processador. A maioria dos coolers padrão se conecta diretamente 
sobre o processador e o prende na placa-mãe. Dissipadores do mercado 
de reposição podem ter suportes que precisam ser colocados embaixo 
da placa-mãe. Pular esta etapa caso o processador tenha um dissipador 
de calor instalado.
11. Preparar o gabinete. Você pode precisar derrubar as placas metálicas 
na parte de trás do gabinete para encaixar seus componentes nas po-
sições corretas. Se o gabinete tiver unidades de prateleiras separadas 
para prender o disco rígido, instale as unidades usando os parafusos 
fornecidos. Você pode precisar instalar e conectar os ventiladores antes 
de instalar qualquer componente. Se assim for, siga as instruções de 
instalação do ventilador do seu caso.
12. Proteger a placa-mãe. Quando os espaçadores estiverem instalados, 
coloque a placa-mãe no estojo e empurre-a contra a placa traseira. Todas 
as portas traseiras devem encaixar nos orifícios da placa traseira de E/S. 
Use os parafusos fornecidos para prender a placa-mãe aos espaçadores, 
usando os orifícios que existem nela para essa finalidade.
15Estrutura de um computador
Figura 17. Instalação da placa-mãe no gabinete.
Fonte: Bourque (2018, documento on-line).
13. Conectar os conectores do gabinete. Estes tendem a estar localizados 
juntos na placa-mãe, perto da frente do gabinete. Não é preciso obede-
cer a alguma ordem em que estes devem ser conectados. Determine a 
ordem de forma a tornar o trabalho mais fácil e seguro. Certifique-se 
de conectar as portas USB; as chaves liga/desliga e de reinicialização; 
as luzes LED de energia e disco rígido e o cabo de áudio. A documen-
tação da sua placa-mãe mostrará aonde ela recebe esses conectores. 
Normalmente, há apenas uma maneira de colocar esses conectores. 
Portanto, não tente forçar qualquer coisa a se encaixar.
14. Instalar o disco rígido. Em alguns casos, esse processo pode variar 
um pouco.
15. Remover todos os painéis frontais do gabinete (se você estiver insta-
lando uma unidade óptica, geralmente deverá colocá-la perto do topo 
do gabinete).
16. Inserir o disco rígido em seu slot. Veja exemplo na Figura 18.
17. Apertar os parafusos necessários para manter a unidade no lugar.
18. Conectar o cabo SATA do disco rígido no slot SATA da placa-mãe. 
Veja a Figura 19.
Estrutura de um computador16
Figura 18. Instalação do HD (disco rígido) no gabinete.
Fonte: Bourque (2018, documento on-line).
Figura 19. Cabos de conexãoSATA e energia do disco rígido.
Fonte: Bourque (2018, documento on-line).
17Estrutura de um computador
19. Ligar a fonte de alimentação a quaisquer componentes necessários. 
Se você ainda não conectou a fonte de alimentação aos componentes 
que precisam de energia, verifique se ela está conectada aos seguintes 
locais: placa-mãe, placas gráficas, discos rígidos. Veja as saídas dos 
cabos de energia na Figura 20.
Figura 20. Saída de cabos de energia da fonte.
Fonte: Bourque (2018, documento on-line).
20. Concluir a montagem do seu computador. Uma vez que você colocou 
e conectou os vários componentes internos, resta garantir que nenhum 
dos fios irá interferir na circulação. Feita essa verificação, feche o 
gabinete.
21. Se você comprou um sistema de refrigeração, vai querer instalá-lo 
antes de prosseguir. Consulte as instruções de instalação do sistema 
de resfriamento para fazer isso. Em muitos casos haverá um painel 
que será colocado de volta em seu lugar ou aparafusado na lateral 
do gabinete.
Estrutura de um computador18
Processador e componentes da placa-mãe
Uma ponte do tipo norte (northbridge) ou host é um dos dois chips da arquitetura 
do chipset da lógica principal em uma placa-mãe do PC, sendo a outro a ponte 
sul (southbridge). Ao contrário da southbridge, a northbridge é conectada 
diretamente à CPU por meio do barramento frontal (FSB). É responsável 
por tarefas que exigem o mais alto desempenho. A ponte norte geralmente é 
emparelhada com uma ponte sul, também conhecida como hub de controlador 
de E/S. Nos sistemas em que estão incluídos, esses dois chips gerenciam as 
comunicações entre o processador e outras partes da placa-mãe e constituem 
o chipset principal da placa-mãe do PC (LOWN, 2018). 
Em PCs baseados em Intel mais antigos, a northbridge também era de-
nominado hub controlador de memória externa (MCH) ou hub de gráficos e 
controlador de memória (GMCH), se equipado com gráficos integrados. Cada 
vez mais essas funções foram integradas ao próprio chip da CPU, começando 
pelos controladores de memória e gráficos. Para os processadores Intel Sandy 
Bridge e AMD Accelerated Processing Unit, introduzidos em 2011, todas as 
funções da ponte norte residem na CPU, enquanto as CPUs AMD FX ainda 
precisam de chips externos northbridge e southbridge.
Separar as diferentes funções dos chips CPU, northbridge e southbridge 
foi necessário devido à dificuldade de integrar todos os componentes em um 
único chip. Em alguns casos, porém, as funções northbridge e southbridge 
já foram combinadas, quando a complexidade do design e os processos de 
fabricação permitiram. Por exemplo, a Nvidia GeForce 320M no 2010 MacBook 
Air é um chip combinado northbridge/southbridge/GPU. Veja na Figura 21, 
um organograma com as pontes norte e sul (LOWN, 2018).
19Estrutura de um computador
Figura 21. Organograma com as pontes norte e sul.
Fonte: Laboratório de Hardware (2015, documento on-line).
Com o aumento da velocidade das CPUs ao longo do tempo, acabou sur-
gindo um gargalo entre o processador e a placa-mãe, devido a descompassos 
na transmissão de dados entre a CPU e seu chipset de suporte. Assim, a partir 
dos processadores da série AMD Athlon 64 (baseados no Opteron), uma 
nova arquitetura foi usada, onde algumas funções dos chips northbridge e 
southbridge foram movidas para a CPU. Os modernos processadores Intel 
Core têm o northbridge integrado no chip da CPU, sendo conhecido como 
uncore ou system agent.
Estrutura de um computador20
A southbridge (ponte sul) é um dos dois chips do chipset de lógica principal 
em uma placa-mãe de computador pessoal (PC), sendo o outro a northbridge. A 
southbridge normalmente implementa as capacidades mais lentas da placa-mãe, 
em uma arquitetura de computador de chipset northbridge/southbridge. Em sis-
temas com chipsets Intel, a southbridge é denominada ICH (Intel / O Controller 
Hub), enquanto a AMD nomeou seu FCH (Fusion Controller Hub) Southbridge 
desde a introdução de sua Fusion Accelerated Processing Unit (APU) Fusion.
A ponte sul geralmente pode ser distinguida da ponte norte por não estar 
diretamente conectada à CPU. Em vez disso, a ponte norte liga a ponte sul à 
CPU. Através do uso do circuito de canal integrado do controlador, a ponte 
norte pode ligar diretamente os sinais das unidades de E/S à CPU para controle 
e acesso de dados (WILSON, 2018).
Também é interessante que você conheça a BIOS. A BIOS (Basic Input / 
Output System) é um firmware não volátil, usado para executar a inicialização 
de hardware durante o processo de inicialização, e para fornecer serviços de 
tempo de execução para sistemas operacionais e programas. O firmware do 
BIOS vem pré-instalado na placa de sistema de um computador pessoal e é 
o primeiro software a ser executado quando ligado. O nome é originário do 
Sistema Básico de Entrada/Saída usado no sistema operacional CP/M em 1975. 
Originalmente propriedade do IBM PC, o BIOS foi submetido a engenharia 
reversa por empresas que buscavam criar sistemas compatíveis. A interface 
desse sistema original serve como um padrão de fato (LOWN, 2018).
O BIOS em PCs modernos inicializa e testa os componentes de hardware 
do sistema e liga um carregador de inicialização a partir de um dispositivo 
de memória de massa, que inicializa um sistema operacional. Na era do MS-
-DOS, o BIOS fornecia uma camada de abstração de hardware para o teclado, 
exibição e outros dispositivos de entrada/saída (E/S) que padronizavam uma 
interface para os programas aplicativos e o sistema operacional. Sistemas 
operacionais mais recentes não usam o BIOS após o carregamento, acessando 
os componentes de hardware diretamente (WILSON, 2018).
Você pode verificar vários tipos de hardware neste site, que possui um levantamento 
dos tipos de hardware de A a Z.
https://goo.gl/b4xSjL
21Estrutura de um computador
BOURQUE, B. How to build a computer. 21 nov. 2018. Disponível em: <https://www.
digitaltrends.com/computing/how-to-build-a-computer/6/>. Acesso em: 17 dez. 2018.
CONCEITOS. Disco Rígido (hard drive): conceito, o que é, Significado. 2018. Disponível 
em: <https://conceitos.com/disco-rigido/>. Acesso em: 17 dez. 2018.
DICAS PARA COMPUTADOR. A história e o futuro do Disco Rígido – HD (Hard Disk). 2018. 
Disponível em: <http://www.dicasparacomputador.com/historia-futuro-disco-rigido-
-hd-hard-disk#ixzz5ZwjvmXEA>. Acesso em: 17 dez. 2018.
LABORATÓRIO DE HARDWARE. Chipset Ponte NORTE. 29 set. 2015. Disponível em: <http://
hartechcv.blogspot.com/2015/09/chipset-ponte-norte-ponte-norte-faz.html>. Acesso 
em: 17 dez. 2018.
LOWN, H. Computer Hardware and Software: Computer organization and design. Seattle: 
Amazon, 2018. 
WILSON, K. Essential Computer Hardware: The Illustrated Guide to Understanding Com-
puter Hardware. Widnes: Elluminet Press, 2018.
Leituras recomendadas
GERALDI, L. M. A.; GALASSI, C. R.; FORMICE, C. R. Elucidando Os Sistemas Operacionais: 
um estudo sobre seus conceitos. Joinville: Clube dos autores, 2013.
SILBERSCHATZ, A.; GAGNE, G.; GALVIN, P. B. Sistemas Operacionais com Java. 8. ed. Rio 
de Janeiro: Campus, 2016.
TANENBAUM, A. S.; BOS, H. Sistemas operacionais modernos. 4. ed. São Paulo: Pearson, 
2015.
Estrutura de um computador22
Conteúdo:
Dica do professor
Em uma situação em que você pode necessitar trocar o processador do seu computador para ter 
mais desempenho, como saber qual o soquete que a sua placa tem para saber qual processador 
comprar?
No vídeo, você vai conhecer os softwares que são criados para esta facilidade: dar informações 
específicas do hardware.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/6dffe00af4ea365bd5f8e538308b3b9a
Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
Memória RAM - Escola de Hardware - Episódio 3
Você sabia que existem dois principais tipos de memóriasno computador? É a memória de 
armazenamento e a memória rápida, que é a memória RAM. Saiba mais sobre a memória RAM, a 
seguir.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
Soquete do processador (encaixe) / placa-mãe / qual 
processador instalar?
Antes de fazer um upgrade no processador do computador é ideal conhecer o soquete do 
processador e saber quais as diferenças de plataforma. Veja no próximo link.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
Tudo o Que Você Precisa Saber Sobre Chipsets
O Chipset representa um conjunto de chips e é fundamental para o funcionamento do computador. 
Amplie seus conhecimentos clicando no link a seguir.
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://www.youtube.com/embed/TtpOVyhIiP8
https://www.youtube.com/embed/5810vJBPDLE
https://www.clubedohardware.com.br/artigos/placas-mae/tudo-o-que-voc%C3%AA-precisa-saber-sobre-chipsets-r34158/
Os principais componentes de um 
computador
Apresentação
Esta Unidade de Aprendizagem tratará dos principais componentes de um computador, ou seja, 
conheceremos a arquitetura dos computadores, descrevendo os principais blocos que constituem 
as máquinas modernas.
Os computadores necessitam de componentes básicos para o funcionamento: a unidade pensante 
que faz todo o processamento (conhecida como processador), uma unidade na qual os dados são 
armazenados (a memória do computador) e os dispositivos que fazem a comunicação entre os seres 
humanos e o computador, que são os periféricos de entrada e/ou saída de dados.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Explicar o funcionamento de um computador.•
Identificar os níveis hierárquicos de um sistema computacional.•
Reconhecer os principais componentes de um computador por meio do modelo de Von 
Neumann.
•
Infográfico
Veja no infográfico um esquema do modelo de Von Neumann, mostrando os principais 
componentes de um computador.
 
Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar.
https://grupoa-edtech.grupoa.education/object/FczehWjlSYm0g8qi-KYNpA
Conteúdo do livro
Os computadores são dispositivos com capacidade de processar informações. Para isso, utilizam 
uma arquitetura básica.
Acompanhe o capitulo Arquiteturas de Computadores, base teórica para esta Unidade de 
Aprendizagem.
Boa leitura. 
 
ARQUITETURAS DE 
COMPUTADORES
Sandra Rovena Frigeri 
Os principais componentes 
de um computador
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
  Explicar o funcionamento de um computador.
  Identificar os níveis hierárquicos de um sistema computacional.
  Reconhecer os principais componentes de um computador por meio 
do modelo de Von Neumann.
Introdução
Um sistema é um conjunto de elementos interconectados que formam 
um todo organizado, que possui um objetivo e determinadas funções 
que deve realizar. O sistema computacional é formado por um conjunto 
de componentes, que são interconectados/inter-relacionados e cumprem 
a função de realizar o processamento de dados por meio de um compu-
tador. Deve-se ter em mente que um sistema computacional é formado 
pelo computador (hardware), pelos sistemas e programas (software) e 
pelos usuários (peopleware), todos trabalhando de forma integrada. 
Os componentes do computador incluem dispositivos de entrada e 
saída de dados (teclado, tela, etc.), meios de armazenamento de infor-
mações voláteis ou não (memórias, discos rígidos, etc.) e estruturas res-
ponsáveis pelo processamento de dados. Assim, um computador é uma 
máquina que recebe dados a partir de dispositivos de entrada, armazena-
-os e os transforma por meio da execução de programas, gerando novas 
informações/novos resultados, que são enviados a dispositivos de saída 
ou transmitidos/armazenados. Dessa forma, os principais componentes 
de um computador são: processador, memória e dispositivos de entrada/
saída. Todo o trabalho realizado pelo computador é controlado pelo pro-
cessador, que é o responsável pela execução de instruções — comandos 
—, que realizam ações no computador. 
Os profissionais da área de computação não devem considerar o 
computador como apenas uma caixa fechada, ignorando sua estru-
tura interna. É preciso conhecer seus componentes, suas características, 
seu desempenho e suas interações. Esse conhecimento é importante 
para entender como fazer o melhor uso dos recursos computacionais, 
compreender suas limitações, além de poder selecionar o melhor tipo 
de hardware para determinadas aplicações/necessidades. 
Neste capítulo, você vai estudar o funcionamento dos computado-
res, identificando as estruturas que os compõem e conhecendo suas 
características e inter-relações. Você vai verificar que os computadores 
possuem uma estrutura hierárquica, o que permitirá a compreensão da 
sua organização. Além disso, você vai analisar o modelo de Von Neumann, 
de grande importância para a identificação dos principais elementos de 
um computador.
Funcionamento do computador
O computador contém milhões de componentes eletrônicos e é considerado um 
sistema complexo. Para que se possa descrever seus componentes, é necessário 
conhecer sua natureza hierárquica. A partir dela, torna-se possível considerar 
os componentes do computador desde um nível mais externo, que é onde estão 
as partes mais visíveis — dispositivos de entrada/saída de dados, meios de 
armazenamento de dados, meios de comunicação de dados e elementos de 
processamento — até elementos que podem ser invisíveis a olho nu, como os 
componentes do processador. Dessa forma, pode-se considerar níveis parti-
culares da hierarquia de um sistema, identifi car seus elementos e suas inter-
-relações, além de conhecer suas funções individuais e como estas contribuem 
para as funções do componente superior na hierarquia. Normalmente, quando 
se trabalha em determinado nível, não é necessário conhecer a estrutura do 
nível mais baixo — é preciso conhecer apenas as funcionalidades e a estrutura 
do nível específi co. 
O nível mais próximo do usuário é considerado o alto nível, e aquele que 
representa os componentes eletrônicos é o baixo nível. Então, os níveis de 
um sistema computacional podem ser:
  Nível do usuário: formado pelas partes visíveis do computador e pro-
gramas utilizados diretamente pelo usuário.
Os principais componentes de um computador2
  Nível da linguagem de alto nível: é onde trabalham a maioria dos 
programadores que utilizam linguagens de alto nível para o desenvol-
vimento de aplicações.
  Nível da linguagem de montagem (linguagem de máquina): é onde o 
processador interpreta e executa as instruções, que estão em linguagem 
de montagem ou Assembler.
  Nível de controle: é de onde a unidade de controle (componente do 
processador) envia sinais de controle para realizar transferências de 
dados entre registradores, memória e outros componentes, além de 
selecionar operações na unidade lógica e aritmética (ULA).
  Nível de unidades funcionais: é onde estão os registradores, a ULA, 
a memória e os barramentos.
  Nível das portas lógicas: é onde fica a estrutura lógica dos componentes 
do computador, que são projetados usando portas lógicas.
  Nível de transistores e fios: é o nível mais baixo do computador, onde 
estão componentes eletrônicos e fios usados para implementar as portas 
lógicas.
Atualmente, os computadores estão cada vez mais potentes e menores, e 
seus usos são ilimitados. Os dados manipulados pelos computadores podem 
ter diversas formas e representações, e o espectro de possibilidades de usos 
e transformações desses dados é amplo. Eles são os elementos fundamentais 
de trabalho e determinam as funções básicas do computador: processamento 
de dados, armazenamento de dados, movimentação de dados e controle.
O processamento dedados deve permitir transformações de diferentes 
tipos de dados, gerando novos dados, realizando cálculos, ajustes, etc. Esse 
é o núcleo do trabalho do computador. Já o armazenamento de dados é 
uma função essencial, pois o computador precisa manter os dados que está 
utilizando no processamento, mesmo que de forma temporária, mas tam-
bém precisa guardar dados de forma estável, para que possam ser utilizados 
posteriormente. Junto com essas funções, a movimentação de dados é uma 
necessidade para que o computador possa trabalhar, pois representa os cami-
nhos e as funções utilizadas para receber dados de entrada, transmitir dados 
de saída, armazenar dados e recuperar dados armazenados. Finalmente, para 
garantir a execução correta dessas três funções, é exercido o controle, que 
coordena o trabalho de seus elementos funcionais. O esquema dessas funções 
pode ser visto na Figura 1.
3Os principais componentes de um computador
Figura 1. Funções básicas do computador.
Controle
Movimentação Armazenamento
Processamento
Essas quatro funções básicas são percebidas tanto nos componentes mais 
externos do computador como nos internos, que você vai verificar na sequência. 
Internamente o computador possui os seguintes componentes:
  Unidade central de processamento (CPU — central processing unit): 
responsável pelo controle do computador e por realizar o processamento 
de dados; é comumente denominada apenas de processador.
  Memória principal: tem a função de armazenar dados.
  Entrada/Saída (E/S): controladores responsáveis pela movimentação 
de dados entre o computador e o meio externo.
  Interconexão: mecanismo de comunicação entre CPU, memória e 
E/S, normalmente um barramento, que consiste em uma série de fios 
condutores.
A estrutura dos componentes básicos do computador é apresentada na 
Figura 2.
Figura 2. Componentes internos do computador.
Barramentos
MemóriaE/S
CPU
Os principais componentes de um computador4
Nos primeiros computadores, havia apenas um componente interno de cada 
tipo, mas, nos últimos anos, temos computadores com diversos processadores, 
além da replicação de outros componentes, ampliando cada vez mais suas 
capacidades.
A parte mais interessante do computador, com certeza, é a CPU, pois ela é 
o núcleo do processamento, e muitos investimentos têm sido realizados para 
ampliar sua capacidade e suas funcionalidades. Os principais componentes 
da CPU são:
  Unidade de controle (UC): é responsável pelo controle da operação 
da CPU e, logo, pelo controle do computador.
  Unidade lógica e aritmética (ULA, ou ALU, do inglês arithmetic and 
logic unit): é responsável por realizar operações lógicas e aritméticas, 
que são necessárias para o processamento de dados no computador.
  Registradores: são responsáveis pelo armazenamento de dados utili-
zados pela CPU.
  Interconexões da CPU: são estruturas de comunicação entre unidade 
de controle, ALU e registradores, que formam os barramentos.
Veja esses componentes da CPU na Figura 3. 
Figura 3. Componentes da CPU.
Interconexão
da CPU
Unidade de
Controle
Registradores
ULA
A UC é o componente central da CPU e pode ser implementada utilizando-se 
diversas técnicas. Uma delas é denominada unidade de controle microprogra-
mada, que utiliza microinstruções. A UC possui uma memória de controle, 
que é formada por um conjunto de registradores que ela utiliza para guardar 
instruções, endereços de dados, etc. Ela também possui decodificadores, que 
são componentes projetados com circuitos lógicos que recebem o código de 
uma instrução e o decodificam, ou seja, verificam o que deve ser feito e, então, 
enviam sinais de controle para sua execução, que é controlada pela lógica de 
sequenciação. Veja a estrutura básica da UC na Figura 4.
5Os principais componentes de um computador
Figura 4. Componentes da UC.
Unidade de
Controle
DecodificadoresLógica de
Sequenciação
Memória de
Controle
Pode-se compreender a estrutura hierárquica da organização dos compu-
tadores a partir de suas funções básicas (Figura 1), dos componentes básicos 
do computador (Figura 2), dos componentes da CPU (Figura 3) e dos com-
ponentes da UC (Figura 4). Já na Figura 5 você pode observar os principais 
componentes do computador envolvidos no processamento. No módulo de 
E/S passam os dados que vêm/vão dos/para os dispositivos de entrada/saída 
de dados. Essas informações são armazenadas na memória do computador, 
que também armazena os programas. Estes são conjuntos de instruções que 
serão executadas pela CPU, que contém um conjunto de registradores (PC, 
IR, etc.) e a ULA, tudo isso interligado pelos barramentos.
Figura 5. Visão dos componentes do computador.
Fonte: Adaptada de Stallings (2010).
CPU
PC
IR
Unidade de
execução
MAR
Barramento
do sistema
Memória principal
Instrução
0
1
2
Instrução
Instrução
Dados
Dados
Dados
Dados
PC Contador de programa=
IR Registrador de instrução=
MAR Registrador de endereço de memória=
MBR Registrador de buffer de memória=
I/O AR Registrador de endereço de entrada/saída=
I/O BR Registrador de buffer de entrada/saída=
Buffers
Módulo de E/S
n – 2
n – 1
MBR
I/O AR
I/O BR
Os principais componentes de um computador6
Processador
O processamento principal do computador é realizado pela execução de um 
programa, que é formado por um conjunto de instruções que são armazena-
das na memória do computador. O processador é responsável por executar 
essas instruções, realizando o ciclo da instrução. Esquematicamente, esse 
processamento consiste em dois ciclos: busca e execução. Esses ciclos são 
repetidos sequencialmente até o computador ser desligado. Assim, no ciclo 
de busca, o processador lê instruções da memória, uma de cada vez. Já no 
ciclo de execução, o processador decodifi ca e realiza os procedimentos para 
sua execução, o que pode envolver a busca de dados na memória, a execução 
de operações na ULA, entre outras operações.
O processador busca uma instrução da memória no início de cada ciclo de 
instrução. Normalmente, o contador de programa (PC — program counter), 
que é um registrador, possui o endereço da próxima instrução a ser executada. 
Assim, o PC é incrementado a cada instrução, salvo quando há alguma instru-
ção de desvio. Após a leitura da instrução, ela é carregada no IR (registrador 
de instrução — instruction register, em inglês). A instrução contém uma 
operação codificada em binário, que indica a ação a ser realizada, que pode 
ser de uma dessas categorias:
  Processador-memória: quando os dados são transferidos do proces-
sador para a memória ou vice-versa.
  Processador-E/S: quando os dados são transferidos entre um dispositivo 
periférico de E/S ou módulo de E/S e o processador, ou vice-versa.
  Processamento de dados: quando o processador realiza alguma ope-
ração aritmética ou lógica com os dados.
  Controle: quando uma instrução determina que a sequência de execução 
seja alterada, para a execução de um desvio, que altera o PC. 
A maioria dos dispositivos externos ao processador são muito mais len-
tos do que ele; dessa forma, normalmente o processador solicita dados para 
esses dispositivos e espera seu retorno por meio de interrupções. De forma 
geral, todos os computadores possuem um mecanismo que permite que os 
dispositivos de E/S e memória possam interromper o processamento normal 
do processador. As classes de interrupções são:
  Programa: gerada por alguma situação que deriva do resultado da 
execução de alguma instrução, como o overflow aritmético, a divisão 
7Os principais componentes de um computador
por zero, a tentativa de executar uma instrução de máquina ilegal ou a 
referência fora do espaço de memória permitido para o usuário.
  Timer: gerada com base no clock (relógio) do processador; permite que 
ele realize determinadas funções periodicamente.
  E/S: gerada por um controlador de E/S para sinalizar o término normal 
de uma operação ou para sinalizar uma série de condições de erro.
  Falha de