POR DENTRO
DO COMPUTADOR - 5
Memórias, o computador tem
muitas
Não
é por falta de memórias que o computador de vez em quando
esquece alguma coisa. Elas aparecem sob diversas formas, seja como um chip
ou um disquete, e até já existiram memórias em papel,
estuda-se agora meios biológicos de armazenamento. Na essência,
memória é qualquer dispositivo que permita reter informações
por um período e depois devolvê-las intactas para um novo
processamento.
Drive para
leitura e gravação de disquetes 5 1/4
O
tataravô dos computadores, o milenar ábaco, já permitia
guardar o resultado de um cálculo, pela disposição
em que ficavam as continhas no fio. Um pulo no tempo: no final do século
passado, surgiam em larga escala os cartões perfurados, em que a
disposição dos furos podia ser lida por uma máquina
(embora o método já existisse pelo menos 200 anos antes,
em teares programáveis). Fitas de papel perfuradas dentro de um
certo código (como as do telex) foram empregadas, até o surgimento
dos meios magnéticos nos anos 60.
Hoje, as memórias
se dividem basicamente em permanentes ou de uso operacional. Os dados e
programas podem ser guardados até por muitos anos nas memórias
permanentes (disquetes, hard-disks, CDs), mas na hora de serem usados precisam
ser copiados para a memória de trabalho, onde será feito
o processamento dos dados, e em seguida devem ser salvos de novo para a
memória permanente.
Existe ainda
uma memória intermediária, a de cachê, que funciona
em auxílio à memória de trabalho: trata-se de um chip
de memória que funciona como armazém temporário dos
dados mais usados no processamento, para que não seja necessário
buscá-los de novo no disquete de onde haviam sido copiados, por
exemplo. É uma forma de acelerar o processamento. Sistemas operacionais
como o Windows fazem mais: criam também um cachê de disco
(arquivo de trocas ou swap file), que funciona como uma expansão
da capacidade do chip de cachê, com o mesmo objetivo de acelerar
o trabalho.
Tubo de
Williams, de 1947
Foto: The
Computer Museum Network - Boston/MA-EUA
Pioneiros
- Em 1947, era apresentado o Tubo de Williams, um tubo de vácuo
criado por Sir Frederick Williams na universidade inglesa de Manchester
e utilizado no computador Manchester Mark I, dois anos depois. Nesse processo,
um elétron percorria sucessivas linhas na face do tubo, pintando
pontos e traços de carga elétrica fosforescente na tela para
representar os uns e zeros do código binário (lembre-se de
que todas as instruções dentro do computador são convertidas
e processadas no chamado código binário, que será
tratado em outra matéria desta série).
Os primeiros
computadores utilizavam aquelas memórias de tubos de raios catódicos,
e também as memórias de linha de retardo (um tubo de cerca
de 150 cm de comprimento contendo mercúrio e com um cristal de quartzo
em cada ponta; os dados a serem armazenados passavam pelo mercúrio
na forma de vibrações mecânicas e eram reconvertidos
na outra ponta) e as de díodo-capacitor. Em 1953, foi inventada
a core memory, que se manteve em uso até surgirem os produtos
semicondutores nos anos 70.
|
|
Core
memory, inventada em 1953, guardava a informação
pela posição em que ficavam os microanéis de ferrita |
Essa memória
magnética, que se mantinha mesmo com o equipamento desligado, era
constituída por inúmeros anéis de ferrita (de menos
de meio milímetro de diâmetro) atravessados por um fio horizontal
e outro vertical, além de um terceiro que funciona como sensor e
inibidor). Assim, se há 64 fios verticais e 64 horizontais, o plano
de memória terá 4.096 núcleos endereçáveis,
em cada um deles existindo um desses anéis. A passagem de corrente
elétrica por apenas um dos fios que atravessam o anel não
basta para mudar sua magnetização, é necessária
a ação combinada dos dois fios. Assim, os demais núcleos
por onde passa o fio não são afetados nesse momento.
Controlando-se
a passagem da corrente elétrica pelos dois fios principais de cada
intersecção, era possível mudar a direção
de magnetização do anel desejado. Numa direção,
essa magnetização representa o dígito 1, e na direção
contrária representa o zero, um sinal de ausência de dígito.
A leitura da
informação é feita pelo fio sensor, que passa por
todos os núcleos (anéis). Pelos fios principais (coordenadores)
é passada corrente de forma a que o núcleo vá ao estado
de zero. Se ele estava na posição de um, o fio sensor detectava
a mudança de direção do magnetismo, e a ausência
de mudança indicava que o núcleo já estava na posição
de zero. Como essa operação zerava o núcleo após
a leitura, um circuito extra era empregado para recompor os dados na memória
após a leitura.
Já a
memória de díodo-capacitor usa um capacitor como elemento
de memória. Quando carregado com 2 volts, encontra-se no estado
1, e quando apresenta -2 V, está no estado 0. Com o uso de díodos
e resistores, consegue-se saber em que estado está o capacitor,
e também é possível regenerar a memória após
essa leitura.
Chips -
Sempre a mesma idéia de alternância entre dois estados, um
deles definido como equivalendo ao 0 e o outro valendo 1 (para formar o
código binário) vem sendo aplicada no desenvolvimento de
novas formas de memória. A forma atual tem sido o uso de materiais
semicondutores, que podem alternar entre os dois estados a partir do estímulo
elétrico, sendo a base dos modernos chips de computador.
Dentro do moderno
computador, existem vários tipos de memória eletrônica,
como a RAM e a ROM. Quando o computador é ligado, um chip gravado
de fábrica é ativado, e nele estão gravados comandos
básicos, para que faça o reconhecimento das partes do computador,
se existem hard-disks e drives de disquete, se as demais memórias
estão operacionais etc. É o Basic Imput-Output System (BIOS
- Sistema Básico de Entrada e Saída), um programa que é
gravado numa memória que não pode ser alterada: a ROM (Read
Only Memory, memória somente de leitura).
Em seguida,
o comando das operações é entregue a um programa básico,
que é o sistema operacional (como o Disk Operacional System, DOS,
por exemplo). Esse programa forma o ambiente de trabalho, sendo encarregado
de controlar o computador a partir de então.
Os programas
não são trabalhados no winchester. Conforme a necessidade,
dados e programas são copiados do winchester, do disquete, do CD-ROM
etc. para a chamada memória de trabalho, a Random Access Memory
(RAM, memória de acesso aleatório). É por isso que,
se falta eletricidade antes que os dados sejam recopiados para os locais
de origem, você perde o trabalho feito e - não havendo algum
dano maior ao programa, vai encontrar os dados da forma como estavam antes
de começar a trabalhar neles.
Disco rígido
marca Seagate
Para
guardar - Desde os anos 70, em que até gravadores magnéticos
comuns de fita K-7 (cassete) foram utilizados para armazenar informações,
novas possibilidades têm surgido. Primeiro, foram os discos rígidos,
destacando-se a tecnologia Winchester da IBM. Como esses discos podiam
receber 30 megabytes em cada unidade, foi feita uma analogia com a carabina
30/30 Winchester, daí surgindo o nome popular. Logo surgiram
os discos flexíveis (floppy disks), que facilitavam o transporte
da informação entre computadores diferentes. Evoluíram
desde os de 8 polegadas de diâmetro, passando pelos de 5 polegadas
e ¼ e ainda pelos de 3 polegadas e ½.
Nos anos 90,
a tecnologia óptica começou a ganhar força, com produtos
de maior confiabilidade, por não haver tanto risco de perda de informações
por desmagnetização, poeira, umidade e outros danos. Os CD-ROMs
(Compact Disks - Read Only Memory - discos compactos com memória
apenas de leitura) passaram a receber dados de computador gravados de forma
industrial. Os CD-Rs (R de Recordable, gravável) permitem gravar
os dados uma vez, enquanto os CD-RWs (RW de rewitable, regravável),
permitem que o usuário apague os dados anteriormente gravados, gravando
novas informações. Em 1997, começaram a chegar ao
mercado os discos MO (sigla de magneto-ópticos), que combinam as
duas tecnologias, magnética e de laser, podendo ser utilizados (em
equipamentos apropriados) tanto para gravação como para leitura
de dados, de forma parecida com a dos tradicionais disquetes.
O Digital Versatile
Disc (DVD - disco versátil digital), que agora está surgindo
nas lojas, nada mais é que um CD-ROM de grande capacidade de dados
(na forma mais simples, pode receber tanta informação como
sete CD-ROMs, e se usar técnicas de gravação dupla
nos dois lados, até o equivalente a 49 CDs). |