Como funciona um PC

Num PC temos vários componentes: Processador, HD, memória RAM, cache, etc. Neste artigo você conhecerá melhor como estes componentes interagem em tarefas comuns, como abrir programas, salvar arquivos, etc. Qual é a função de cada um e como cada um afeta a
performance do micro.

Ao clicar num ícone para abrir um programa, como é o processo de carregamento, ou seja, como o programa é carregado, aonde, e qual é a função da memória no processo?

Todos os programas e arquivos ficam originalmente gravados no HD. O problema é que o HD é muito lento em comparação com o processador, por isso ao serem abertos os programas são transferidos ou “carregados” na memória RAM. Apartir do momento em que o
programa encontra-se na memória, ele começa a ser executado. é aí que o cache entra em cena, armazenando as instruções do programa que o processador já executou, ou possa vir a executar, tentando evitar que o processador precise buscar dados diretamente
na memória RAM.

Num PC atual o Processador é o componente mais rápido, seguido pelo cache e pela memória RAM. O HD é de longe o mais lento do quarteto. é justamente por isso que um micro com pouca RAM fica tão lento, pois apartir do momento em que não existe mais espaço
na memória RAM, o sistema operacional passa a usar o HD para armazenar os dados que não “couberam” na memória. é o famoso recurso de memória virtual, que permite que os programas sejam abertos, porém com um baixo desempenho.

Se a memória RAM, cujo tempo de acesso é medido em bilhonésimos de segundo já é bem mais lenta que o processador, prejudicando seu desempenho, imagine o quanto o HD, que tem seu tempo de acesso medido em milésimos de segundo não atrapalha.

Como é feito o processo inverso, ou seja, o que acontece quando é preciso salvar arquivos?
Como os dados são lidos na memória, e como é o processo de gravação dos dados no HD?

Qualquer arquivo gerado, um texto que está sendo escrito no Word por exemplo é primeiramente armazenado na memória RAM. é á que ficam todos os dados que estão sendo manipulados pelo processador.

Quando é dado o comando de salvar o arquivo, o processador tem de ler o arquivo completo na memória RAM e transferí-lo para o HD. Atualmente este processo é mais rápido, pois como os HDs suportam Ultra DMA, o processador pode simplesmente enviar um
comando para o HD, que se encarregará de ele próprio ler dados na memória RAM. Com isto o processador se livra mais cedo da tarefa, ficando livre para fazer outras coisas.

O HD por sua vez, também possui um pequeno processador na sua placa lógica, que controla o acesso ao disco. Ao receber os dados que devem ser gravados, ele procurará setores disponíveis no disco magnético. O problema é que nem sempre existe um grande
número de setores seqüenciais livres, o arquivo acaba então gravado de forma fragmentada, onde cada pedaço acaba numa parte diferente do HD. Claro que assim a leitura do arquivo demorará bem mais, por isso que rodar o Defrag, ou outro desfragmentador de
disco periodicamente ajuda a melhorar a performance do micro.

Como é feito o acesso à memória RAM. Como os dados trafegam entre a memória e o processador. Quem controla a leitura e gravação dos dados? Como é a ação do cache?

A memória RAM não faz nada sozinha, ela é apenas como um depósito de dados. Quem controla a gravação e leitura dos dados, administra os endereços disponíveis, e mantém tudo organizado é o controlador de memória, que faz parte do chipset da placa mãe. O
processador não se comunica diretamente com a memória RAM, mas sim com o controlador de memória, que se encarrega do trabalho pesado.

O cache L2 por sua vez também possui seu controlador. Este controlador pode estar embutido no próprio processador (no caso dos processadores atuais que trazem cache L2 integrado), quanto na placa mãe, no caso dos sistemas antigos onde o cache L2 faz parte
da placa mãe.

Este controlador também está em contato direto com o processador, e deve ser esperto o suficiente para guardar apenas os dados que em maior possibilidade de serem usados mais tarde pelo processador, e tentar “adivinhar”, com base nas instruções que o
processador está executando, qual serão os próximos dados que ele irá precisar. é devido à esta “esperteza” que o cache é tão eficiente.

O cache L1 por sua vez tem um funcionamento semelhante, também tem seu próprio controlador, sempre embutido no processador. A vantagem do cache L1 sobre o L2 é ser bem mais rápido.

E nos casos das placas de vídeo AGP? elas também podem acessar diretamente a memória RAM para armazenar texturas. Como estes acessos são administrados para que não sejam usados endereços de memória que já estejam sendo usados pelo
processador?

Novamente quem organiza tudo é o chipset da placa mãe. é mantida uma tabela de endereços, chamada Gart, “Graphics Address Remapping Table”, que armazena todos os endereços de memória usados pela placa de vídeo e pelo processador. Como todos os acesso à
memória tem de passar pelo controlador de memória de qualquer forma, ele pode consultar esta tabela para administrar os endereços ocupados por cada um.