Esse site utiliza cookies
Nós armazenamos dados temporariamente para melhorar a sua experiência de navegação e recomendar conteúdo do seu interesse.
Ao utilizar os nossos serviços, você concorda com as nossas políticas de privacidade.
Esse site utiliza cookies
Nós armazenamos dados temporariamente para melhorar a sua experiência de navegação e recomendar conteúdo do seu interesse.
Ao utilizar os nossos serviços, você concorda com as nossas políticas de privacidade.
Categoria de Tecnologia
Postado em 11 fevereiro 2023
Atualizado em 11 fevereiro 2023
Palavras-chave: pipeline,processador,sinal,onda,sincronizar,sistema,componente,cpu
Visualizações: 3365
Assim como o corpo humano, o computador possui vários componentes com um papel diferente em um sistema. O processador do computador seria o cérebro e os dispositivos de entrada seriam os sentidos. Além disso, assim como um ser vivo, o computador também possui uma espécie de coração que pulsa sinais elétricos para o circuito interno da máquina, o clock.
A expressão clock, se traduzida ao pé da letra, torna-se “relógio”. Mas a tradução correta para o português seria “sinal de relógio”.
O sinal de relógio é uma medida de velocidade que o processador de um sistema computacional pode operar. Ele é usado para enviar pulsos de sinais digitais para os circuitos internos do sistema. Esses sinais digitais são representados por ondas quadradas, ou seja, valores binários de zero e um.
A quantidade de ondas em um determinado período de tempo é medido com a frequência. A frequência de um sinal de relógio é medida em Hertz (Hz), métrica que representa o número de ciclos por segundo. Como mostrado na imagem acima, um ciclo é uma volta completa na onda, desde o ponto mais baixo até o ponto mais alto.
O clock é usado para controlar o ritmo da operação no sistema. Ele envia pulsos elétricos para todo o sistema computacional, desde o processador até os dispositivos de entrada e saída. Assim, sendo responsável por garantir que as operações ocorram de forma sincronizada.
O componente responsável pelo clock do computador é o oscilador. O oscilador pode ser interno e já integrado ao microcontrolador ou pode ser um cristal oscilador separado, que também é chamado de cristal piezoelétrico. Geralmente, um oscilador separado é mais preciso do que um oscilador interno.
Um cristal oscilador separado pode ser observado no raspberry pi como mostra a imagem abaixo:
O oscilador não emite ondas quadradas. As ondas emitidas pelo oscilador são senoidais. Para a onda se tornar quadrada ela precisa passar por um circuito com amplificador e resistor. A amplificação usa uma tensão como referência com valor zero e converte o valor de entrada em ondas quadradas como mostra a imagem abaixo. Em seguida, um resistor polariza o sinal de saída.
Assim, as ondas senoidais são transformadas em ondas quadradas que mudam entre dois estados distintos, tensão elétrica baixa e alta.
Quanto maior a frequência do clock mais tarefas podem ser executadas pelo processador. Em outras palavras, quanto maior a medida em Hertz, mais veloz o computador se torna. Alguns exemplos de frequências são:
Processador | Frequência |
---|---|
Intel Core i3 | 2,4 GHz ~ 3,9 GHz |
Intel Core i5 | 2,5 GHz ~ 4,8 GHz |
AMD Ryzen 3 | 3,5 GHz ~ 4,0 GHz |
AMD Ryzen 5 | 3,6 GHz ~ 4,7 GHz |
O clock não é o único fator que define a velocidade e eficiência de
uma máquina.
O processador Intel Core i3 pode operar em uma frequência mínima de 2,4GHz. Isso é 2 bilhões e 400 milhões de ciclos por segundo. São mais de 2 bilhões de pulsos elétricos por segundo. O tempo de 1 ciclo pode ser medido com a fórmula abaixo:
Logo, o tempo de 1 ciclo em um processador Intel Core i3 operando na frequência mínima pode ser calculado da seguinte forma:
O resultado é 0,4 nanosegundos para enviar um pulso elétrico para todos os circuitos do sistema. A tabela de conversão de nanosegundos pode ser conferida abaixo:
Segundos | Nanosegundos |
---|---|
0,01s | 10000000ns |
0,1s | 100000000ns |
1s | 1000000000ns |
A medida MIPS é bastante relacionada em conjunto com a frequência de clock. MIPS (Millions of Instructions Per Second) em português, milhões de instruções por segundo. Essa medida determina quantas instruções um processador pode executar em um segundo.
Segundo o site Fandom, os computadores da Intel de 2014 já eram capazes de alcançar 238,310 MIPS em 3.0 GHz. O Univac 1, projetado em 1951 rodava 0,002 MIPS em 2,25 MHz. E o supercomputador da Fujitsu desenvolvido em 2011, o computador K rodava 10,000,000,000 MIPS (10 bilhões) em 2 GHz.
Entretanto, o MIPS e a frequência de clock não são os únicos fatores que definem a velocidade de uma máquina. Outros fatores como pipeline e memória RAM também devem ser levados em consideração.
O sinal de relógio é responsável por mandar sinais elétricos pulsantes aos circuitos internos da máquina, fazendo com que os componentes do sistema operem de forma sincronizada. A origem desses sinais em muitos casos é o cristal oscilador que emite ondas senoidais que são convertidas em ondas quadradas no caminho. A quantidade de pulsos em cada segundo é medido em Hertz (Hz), que é a unidade métrica da frequência do sistema.
Projetos práticos
Desenvolvimento dos conceitos mais básicos do clássico pacman, como: mapa, animação, deslocamento e detector de colisões.
Programando o clássico jogo da serpente usando o framework p5.js. Tutorial indicado para iniciantes da programação que querem aprender os conceitos básico da área criando jogos.
Desenvolvimento de um sistema de monitoramento que exibi todos os eventos que acontecem na garagem automatizada, como abertura de portões ou ocupação de vagas.
Usando JavaFX e arquitetura limpa para criar um aplicativo de caixa eletrônico extremamente simples.
Programando um jogo clássico de arcade usando javascript e p5.js. O usuário deve quebrar os blocos utilizando uma bola ao mesmo tempo que evita que a bola saia pela parte inferior da tela
A quantidade de programadores só tende a aumentar com o tempo. Porém, muitos programadores ainda não conhecem os três pilares de segurança da informação.
A política de privacidade é obrigatória para qualquer site que utiliza dados pessoais do usuário. Porém, quais dados são esses especificamente?
Conjunto de dados armazenados temporariamente na placa de vídeo em forma de matriz. Esses dados serão usados para exibir os frames na tela do monitor.
Atua como intermediador, responsável por tarefas como funcionalidade de dispositivos de I/O e distribuição de memória entre aplicativos em execução.
Caminhos entre os componentes do computador que são responsáveis pela transferência de informações de controle, endereçamento e dados.
Método que revolucionou o modo de produção do mercado automobilístico, aproveitando melhor os recursos e diminuindo o desperdício.