Introdução: Como um PC funciona

O primeiro PC foi lançado em 1981, pela IBM. A plataforma PC não é a primeira nem será a última plataforma de computadores pessoais, mas ela é de longe a mais usada e provavelmente continuará assim por mais algumas décadas. Para a maioria das pessoas, “PC” é sinônimo de computador.

Começando do básico, existem duas maneiras de representar uma informação: analogicamente ou digitalmente. Uma música gravada em uma antiga fita K7 é armazenada de forma analógica, codificada na forma de uma grande onda de sinais magnéticos, que podem assumir um número virtualmente ilimitado de freqüências. Quando a fita é tocada, o sinal magnético é amplificado e novamente convertido em som, gerando uma espécie de “eco” do áudio originalmente gravado.

O grande problema é que o sinal armazenado na fita se degrada com o tempo, e existe sempre uma certa perda de qualidade ao fazer cópias. Ao tirar várias cópias sucessivas, cópia da cópia, você acabava com uma versão muito degradada da música original.

Ao digitalizar a mesma música, transformando-a em um arquivo MP3, você pode copiá-la do PC para o MP3 player, e dele para outro PC, sucessivamente, sem causar qualquer degradação. Você pode perder alguma qualidade ao digitalizar o áudio, ou ao comprimir a faixa original, gerando o arquivo MP3, mas a partir daí pode reproduzir o arquivo indefinidamente e fazer cópias exatas.

Isso é possível devido à própria natureza do sistema digital, que permite armazenar qualquer informação na forma de uma seqüência de valores positivos e negativos, ou seja, na forma de uns e zeros.

O número 181, por exemplo, pode ser representado digitalmente como 10110101; uma foto digitalizada é transformada em uma grande grade de pixels e um valor de 8, 16 ou 24 bits é usado para representar cada um; um vídeo é transformado em uma sequência de imagens, também armazenadas na forma de pixels e assim por diante.

A grande vantagem do uso do sistema binário é que ele permite armazenar informações com uma grande confiabilidade, em praticamente qualquer tipo de mídia; já que qualquer informação é reduzida a combinações de apenas dois valores diferentes. A informação pode ser armazenada de forma magnética, como no caso dos HDs; de forma óptica, como no caso dos CDs e DVDs ou até mesmo na forma de impulsos elétricos, como no caso dos chips de memória flash.

Chips de memória flash

Cada um ou zero processado ou armazenado é chamado de “bit”, contração de “binary digit” ou “dígito binário”. Um conjunto de 8 bits forma um byte, e um conjunto de 1024 bytes forma um kilobyte (ou kbyte).

O número 1024 foi escolhido por ser a potência de 2 mais próxima de 1000. É mais fácil para os computadores trabalharem com múltiplos de dois do que usar o sistema decimal como nós. Um conjunto de 1024 kbytes forma um megabyte e um conjunto de 1024 megabytes forma um gigabyte. Os próximos múltiplos são o terabyte (1024 gigabytes) e o petabyte (1024 terabytes), exabyte, zettabyte e o yottabyte, que equivale a 1.208.925.819.614.629.174.706.176 bytes. 🙂

É provável que, com a evolução da informática, daqui a algumas décadas surja algum tipo de unidade de armazenamento capaz de armazenar um yottabyte inteiro, mas atualmente ele é um número quase inatingível.

Para armazenar um yottabyte inteiro, usando tecnologia atual, seria necessário construir uma estrutura colossal de servidores. Imagine que, para manter os custos baixos, fosse adotada uma estratégia estilo Google, usando PCs comuns, com HDs IDE. Cada PC seria equipado com dois HDs de 500 GB, o que resultaria em pouco menos de 1 terabyte por PC (não seria possível chegar a exatamente 1 terabyte, já que não existem HDs de 512 GB binários no mercado, por isso vamos arredondar).

Estes PCs seriam então organizados em enormes racks, onde cada rack teria espaço para 1024 PCs. Os PCs de cada rack seriam ligados a um conjunto de switchs e cada grupo de switchs seria ligado a um grande roteador. Uma vez ligados em rede, os 1024 PCs seriam configurados para atuar como um enorme cluster, trabalhando como se fossem um único sistema.

Construiríamos então um enorme galpão, capaz de comportar 1024 desses racks, construindo uma malha de switchs e roteadores capaz de ligá-los em rede com um desempenho minimamente aceitável. Esse galpão precisa de um sistema de refrigeração colossal, sem falar da energia consumida por mais de um milhão de PCs dentro dele, por isso construímos uma usina hidrelétrica para alimentá-lo, represando um rio próximo.

Com tudo isso, conseguiríamos montar uma estrutura computacional capaz de armazenar 1 exabyte. Ainda precisaríamos construir mais 1.048.576 mega-datacenters como esse para chegar a 1 yottabyte. Se toda a humanidade se dividisse em grupos de 6.000 pessoas e cada grupo fosse capaz de construir um ao longo de sua vida, deixando de lado outras necessidades existenciais, poderíamos chegar lá. 😛

Voltando à realidade, usamos também os termos kbit, megabit e gigabit, para representar conjuntos de 1024 bits. Como um byte corresponde a 8 bits, um megabyte corresponde a 8 megabits e assim por diante. Quando você compra uma placa de rede de “100 megabits” está na verdade levando para a casa uma placa que transmite 12.5 megabytes por segundo, pois cada byte tem 8 bits.

Quando vamos abreviar, também existe diferença. Quando estamos falando de kbytes ou megabytes, abreviamos respectivamente como KB e MB, sempre com o B maiúsculo.

Por outro lado, quando estamos falando de kbits ou megabits abreviamos da mesma forma, porém usando o B minúsculo: Kb, Mb e assim por diante. Parece só um daqueles detalhes sem importância, mas esta é uma fonte de muitas confusões. Se alguém anuncia no jornal que está vendendo uma “placa de rede de 1000 MB”, está dando a entender que a placa trabalha a 8000 megabits e não a 1000.