Aluno Integrado - Hardwares
Autor: Sandro Olimpio | Publicado: 2014-12-12T12:16:00-08:00







          

        







MÓDULO II - HARDWARES





UNIDADE I - INTRODUÇÃO AO HARDWAREUNIDADE I - INTRODUÇÃOO QUE SE ESPERAO
 objetivo desta proposta de estudo, é que ao final dessa jornada, você 
compreenda os conceitos e fundamentos relacionados a alguns modelos de 
computadores modernos e quais são os seus principais componentes e 
processos. E, assim,  possa entender que, ao contrário do que pregam os 
comerciais da mídia, o desempenho de um computador é resultado de uma 
conjunção de fatores, e não uma consequência direta da velocidade do 
processador.DE ONDE PARTIMOSAqui, partimos da visão de que, o que se esconde dentro da maioria dos computadores pessoais, nada mais é que um grupo de componentes
 eletrônicos integrados, dispostos sobre um grande circuito denominado 
placa-mãe, que os interconecta e permite que se coordenem a fim de 
executar determinado processamento.UNIDADE II - PROCESSADORESVocê
 já deve ter notado a ênfase que é dada, nas lojas e na mídia em geral, 
ao processador, quando o assunto é modelos de computadores. De todos os 
componentes de um computador, o processador, sem dúvida, é aquele sobre o
 qual mais fábulas foram criadas ao longo da história. Fabricantes de 
microeletrônicos e, sobretudo, o comércio varejista, frequentemente se 
valem da falta de compreensão a respeito do funcionamento de tais 
componentes, a fim de promover suas vendas.Vale dizer que, 
embora existam processadores destinados aos mais diversos fins, e que 
sejam empregados, em parte considerável dos eletrodomésticos produzidos 
recentemente, a maioria das pessoas se acostumou a associar o termo a um
 tipo bastante específico de processador: os microprocessadores de 
propósitos gerais. São eles, exatamente, que propomos aqui, como foco da
 atenção.GERADORES DE CLOCKObserve ainda, que 
intimamente associado à unidade central de processamento, existe um 
circuito bastante simples, denominado gerador de clock, responsável pelo
 envio periódico de sinais elétricos ao barramento frontal, que ditarão a
 frequência de trabalho do processador.O circuito gerador de 
clock é bastante simples. Isso é verdade, e ele não seria digno de 
maiores detalhes, não fosse a criatividade da indústria de publicidade: 
quando um ator de comercial de TV anuncia a venda de um “computador com 
processador de 1 giga”, ele inconscientemente faz referência à 
frequência de cerca de 1 bilhão de vezes por segundo, com que o gerador 
de clock envia pulsos elétricos ao processador através do barramento 
frontal, e que o processador executa instruções contidas na memória RAM.Então,
 você fica imaginando... que frequências como aquelas, em que trabalham o
 gerador de clock e a unidade central de processamento, ao primeiro 
contato podem parecer muito elevadas, e na realidade foi exatamente 
nisso que elas se transformaram. Sob o prisma da física, chegou-se ao 
ponto em que o aumento sistemático da frequência de operação do clock, 
como resultado da busca incessante por melhoria de desempenho, encontrou
 como limitante, a velocidade de propagação de impulsos 
eletromagnéticos.Isto em virtude de que, voltando ao exemplo do 
processador de 1 giga, a onda elétrica vinda do gerador de clock 
(resultante da criação momentânea de um campo magnético sobre um 
condutor metálico típico) teria que desencadear todas as alterações de 
estados nos circuitos afetados pela respectiva instrução, antes da 
ocorrência do próximo impulso, ou seja, em um intervalo de 
aproximadamente um bilionésimo de segundo. Considerando, de um modo 
geral, que a velocidade de propagação de radiações eletromagnéticas se 
situa na faixa dos 300.000 km/s, não é complicado perceber que na nossa 
máquina de exemplo, entre dois sinais consecutivos de clock, a malha 
disponível para o fluxo da corrente, obrigatoriamente, deveria possuir 
alguns poucos centímetros, sob a pena de que, caso assim não o fosse, um
 sinal de clock se sobreporia ao anterior, e fatalmente causaria a 
corrupção do estado intermediário, armazenado nos circuitos.A CORRIDA PELO DESEMPENHOÉ
 importante saber que, como consequência, a corrida pelo aumento de 
desempenho implicou na aceleração da corrida pela integração de 
componentes. Esta última trouxe à tona um problema antigo, mas que ainda
 não havia recebido a atenção necessária, da indústria de 
microeletrônicos: o da degradação da energia elétrica em forma de calor.
 À medida que as técnicas de miniaturização foram sendo empregadas na 
fabricação de componentes eletrônicos, menores se tornaram as suas 
capacidades de trocar calor com o meio, uma vez que a facilidade com que
 dois corpos trocam calor é proporcional, entre outros fatores, à 
dimensão da superfície que os separa, o que fazia, e de certa forma 
ainda faz, com que o calor dissipado pela corrente que fluía através 
deles, se acumulasse e, em casos extremos, danificasse o componente.DISSIPADORES DE CALORAgora
 observe na figura ao lado, que certos circuitos não periféricos, a 
exemplo da unidade central de processamento, o northbridge, o 
southbridge, e processadores gráficos em geral, são especialmente 
penalizados pelo problema da dissipação excessiva de calor. E não é por 
outra razão, que dificilmente um iniciante consegue localizá-los dentro 
de um computador aberto, senão por ter se tornado prática comum 
associá-los a dissipadores: estruturas usualmente fabricadas com 
cerâmica ou metal, possuidoras de alto poder de condutibilidade térmica,
 e que por tal, favorecem o fluxo do calor dissipado.O QUE É UMA INSTRUÇÃO?Um
 programa de computador é um arquivo que contém uma sequência de 
instruções destinadas ao processador. Enquanto o programa não está sendo
 executado, o arquivo fica armazenado no disco rígido da máquina. No 
momento em que é executado - o que ocorre, por exemplo, quando você dá 
um duplo clique sobre o ícone que o representa - as instruções do 
programa são copiadas para a memória RAM e enviadas uma a uma para o 
processador. O processador, então, as interpreta e executa as operações 
necessárias. Os processadores modernos suportam uma variedade de 
instruções, e elas podem representar diversos conceitos distintos: somar
 dois números, pintar um pixel na tela com uma cor específica, obter ou 
enviar informações para dispositivos periféricos, são alguns exemplos.CICLO DE EXECUÇÃO DE INSTRUÇÕESPor
 outro lado, podemos perceber que a existência do ciclo de processamento
 pouco nos diz a respeito da organização interna do processador. A 
verdade é que existem, dentro do núcleo da maioria dos processadores 
modernos, três repartições, sendo que cada uma, encontra-se envolvida em
 uma ou mais etapas do ciclo fetch-decode-execute, em português, 
busca-decodificação-execução. De tal modo que a busca e a decodificação 
de instruções são relegadas a uma repartição denominada unidade de 
controle, ao passo que a etapa seguinte, de execução, é atribuída à 
unidade lógica e aritmética. Para melhor compreensão do que comentamos 
aqui, sobre essas estruturas, o convidamos a observar a ilustração no 
diagrama de blocos da figura.REGISTRADORESVale
 observarmos que, durante os instantes que sucedem a busca e precedem a 
decodificação, certos dados referentes à instrução a ser executada são 
temporariamente armazenados em unidades de memória denominadas 
registradores, com funções semelhantes aos módulos RAM, mas com uma 
distinção importante: registradores são mantidos internamente aos 
processadores e, por esta e outras razões, os dados que encerram podem 
ser acessados em muito menor tempo. Esse recurso é considerado 
extremamente importante, quando se percebe o quanto é difícil a tarefa 
de manter a sincronia e o desempenho do sistema como um todo.Bom, 
imaginamos que até aqui, você já deve ter uma ideia um pouco mais clara 
sobre o ciclo busca-decodificação-execução de execução de instruções em 
um processador moderno e suas estruturas relacionadas. No entanto, 
gostaríamos de lhe informar que ainda existem outros personagens 
envolvidos, e que a partir de agora, eles também entrarão em cena. 
Imagine o seguinte cenário: você acabou de voltar de uma festa, e lá, 
você tinha tirado um monte de fotos com sua câmera fotográfica digital. 
Chegando em casa, você conecta a câmera no computador e para sua 
surpresa... Você percebe que esqueceu de usar o flash em todas as fotos!
 Elas estariam perdidas, e você, com certeza, apagaria todas elas. Mas 
por mera coincidência, você se lembra de um programa que tinha instalado
 alguns dias antes, no seu computador, para edição de imagens. Nossa, 
que alívio! Hein? Então, você decide usar esse programa para alterar a 
luminosidade das fotos e, embora o resultado não fique lá essas coisas, 
se formos comparar com uma foto tirada com flash, pelo menos você 
consegue distinguir seus amigos nas fotos, e vai poder assim, guardá-las
 como recordação.PROGRAMAS DE EDIÇÃO DE IMAGENSHá recursos 
interessantes em programas de edição de imagens. Aliás, há muitos 
recursos interessantes neste tipo de software. Mas uma das 
funcionalidades mais notáveis é que, processamentos como os de alteração
 da iluminação de uma imagem possuem natureza repetitiva. 
Intuitivamente, como você deve saber, imagens digitais são formadas por 
um conjunto de pontos denominados pixels. A única coisa que programas de
 edição de imagens fazem, na maioria das vezes, é alterar as 
propriedades de cada um dos pixels que compõem os arquivos sobre os 
quais eles operam. Então, é de se supor que as instruções do programa 
usadas para se alterar a luminosidade de qualquer pixel de uma imagem, 
sejam exatamente iguais às instruções usadas na alteração de quaisquer 
outros pixels da mesma imagem.MEMÓRIA CACHEAgora,
 já com esses outros personagens em cena, voltando ao contexto do ciclo 
de execução de instruções, fica evidente o quanto seria trabalhoso se o 
processador acessasse, para cada pixel da imagem, a mesma instrução da 
memória RAM.  Será que ele não poderia simplesmente armazenar dentro de 
si, instruções que fossem executadas repetidamente, evitando assim, 
acessar o barramento da memória e ter que esperar até que os módulos RAM
 estivessem prontos para enviá-las? De fato, é exatamente isso o que 
ocorre dentro da maioria dos processadores atuais. Essa região interna 
ao processador, onde são armazenadas instruções repetidas, é denominada 
memória cache, e é justamente a capacidade de armazenamento dessas 
estruturas, um dos fatores que mais contribuem para o desempenho de um 
processador. Isso se explica pelo fato de que, independente do tipo de 
software, seja ele um programa de edição de imagens, um navegador, ou um
 player de vídeo, a ocorrência repetitiva de instruções idênticas é 
bastante comum.CONCLUSÃOPoderíamos detalhar mais o 
funcionamento das memórias cache, mas para o momento, consideramos como 
suficiente que você entenda as razões que as tornam importantes. Este 
conhecimento, aliado às informações que serão apresentadas nas seções 
seguintes, permitirão que você tome a decisão mais sensata no momento em
 que precisar adquirir o seu próprio computador.UNIDADE III - MEMÓRIA RAMRECAPITULANDOomo
 vimos nas etapas anteriores, um resultado importante do aumento da 
frequência de trabalho do processador foi o encurtamento das distâncias 
que separam os componentes, de modo que o intervalo de tempo entre dois 
pulsos consecutivos de clock fosse suficiente para que a corrente 
elétrica caminhasse pelo circuito. O passo que seguiu essa técnica foi 
manter ainda mais próximos do processador, aqueles componentes 
envolvidos em cargas de trabalho pesadas, permitindo que pudessem se 
comunicar através de barramentos velozes. Assim surgiu o northbridge.MEMÓRIA RAM E CONTROLADOR DE MEMÓRIATalvez
 você não tenha vivido essa experiência, mas na época em que o vídeo 
cassete era o sonho dos consumidores, não era raro ser surpreendido com 
avisos solicitando que, antes de se devolver uma fita VHS alugada, 
deveria rebobiná-la. Caso você não tenha passado por isso, rebobinar 
significa retroceder o rolo de filme contido dentro da fita, até o 
início, deixando-a preparada para o próximo cliente da locadora que 
tivesse interesse em alugá-la. Esse procedimento era necessário porque, 
usando os recursos de um vídeo cassete, não era possível partir de uma 
cena do filme e avançar instantaneamente para outra cena qualquer. Por 
essa razão, fitas de vídeo cassete são enquadradas como dispositivos de 
armazenamento de acesso sequencial.Agora, uma desvantagem 
própria dos dispositivos de armazenamento de acesso sequencial, reside 
no fato de que, quanto maior sua capacidade, maior o tempo perdido na 
localização de determinada informação. Essa limitação foi responsável 
pela mobilização da indústria eletrônica com vistas à invenção de 
dispositivos de armazenamento de acesso randômico, que oferecem 
velocidades constantes de acesso, independentes, portanto, da 
localização do dado em seu interior.E SE NÃO HOUVESSE CONTROLADORES DE MEMÓRIA?Você
 pode observar, como exemplificado no vídeo, que durante o ciclo 
busca-decodificação-execução, ao fazer uma busca em RAM por uma 
instrução, basta ao processador se comunicar com o controlador e 
solicitar a instrução contida no endereço 1000, ou 20.000 ou qualquer 
que seja a localização na sequência de endereços. Portanto, não há 
necessidade de informar precisamente em quais módulos e chip ela se 
encontra. Então, se o plano sair como combinado, alguns bilionésimos de 
segundo depois de feita a solicitação, o processador terá “em mãos” o 
dado requerido.O GARGALO DE VON NEUMANNComo você pode 
perceber, até aqui, preocupamos em enumerar as cenas da peça onde atua a
 memória RAM, mas foram poucas as intervenções orientadas à apresentação
 de tais dispositivos como componentes independentes.  A verdade é que o
 desconforto histórico causado pelo descompasso existente entre memória e
 processador (o que é apresentado, no vídeo ao lado, como Gargalo de Von
 Neumann) gerou uma variedade de modelos tão diversificada que sua 
apresentação só poderia soar coerente se feita após a exposição de seu 
uso.Sendo assim, vale ressaltarmos que, do ponto de vista 
taxonômico, as referências anteriores à memória RAM foram pouco 
precisas. A rigor, memórias RAM não compreendem um único tipo de 
dispositivo eletrônico, mas uma variedade inteira. Você gostaria de 
saber em decorrência do quê, não é mesmo? Bom, elas, corriqueiramente, 
são classificadas de acordo com critérios referentes a certas 
características de seus módulos, como: encapsulamento, dinamicidade e 
volatilidade. Vamos analisar cada um deles.ENCAPSULAMENTOMediante
 o critério do encapsulamento, classificam-se os dispositivos de memória
 RAM em três grupos distintos: SIMM, DIMM e RIMM. Na prática, esse 
critério poderia ser relevante, se durante a corrida na disputa pela 
aceitação do mercado, a combinação de desempenho e o preço acessível das
 memórias DIMM não tivesse conferido a elas tamanha vantagem sobre os 
modelos concorrentes. Passada essa fase da competição, tudo o que restou
 foram anedotas sobre as memórias SIMM, referentes a tempos em que, 
quando não instaladas aos pares, impediam que o computador sequer fosse 
ligado. Ainda, associada à beleza desses dissipadores metálicos que, ao 
mesmo tempo em que cobriam os chips dos módulos RIMM e ocultavam o preço
 exorbitante com que eram vendidos, também revelavam o desfecho menos 
ambicioso, restrito a nichos específicos, daquela tecnologia por vezes 
considerada a antecipação de uma receita de sucesso para a aceitação em 
massa que ela jamais obteve.Observe a Figura, nela há 
representações dos três formatos de encapsulamento discutidos. As 
memórias RAM dos tipos SIMM e DIMM são identificadas, respectivamente, 
por perfurações circulares e semicirculares contidas nas extremidades de
 seus módulos. Veja que a identificação das memórias RIMM e seus 
chamativos dissipadores, não apresentam dúvida.VOLATILIDADEO
 critério da volatilidade, como o próprio nome sugere, divide as 
memórias RAM em dois grupos: o das memórias RAM voláteis, representado 
por dispositivos cujos conteúdos dependem de realimentação elétrica; e o
 grupo das memórias RAM não voláteis, cujos conteúdos independem de 
realimentação. Entretanto, é importante que você esteja atento ao fato 
de que o uso popular da expressão “memória RAM” tratou injustamente de 
consagrar as RAM voláteis como as únicas representantes da classe.VOLATILIDADE, NA PRÁTICATratamos
 das RAM voláteis. Agora, focaremos as memórias RAM não voláteis que têm
 ganhado notícia, pois elas são o meio mais difundido de armazenamento 
do conteúdo de players de áudio e vídeo portáteis. Podemos ainda, 
destacar outro emprego de fundamental importância e menor visibilidade 
da variedade não volátil das memórias RAM, que é o que consiste na 
fabricação de circuitos que contêm um tipo híbrido de hardware e 
software denominado BIOS. Este assunto será discutido mais adiante, em 
uma seção à parte.DINAMICIDADEContinuando
 a nossa discussão sobre a taxonomia das memórias RAM, chegamos à 
dinamicidade, o mais importante dos três critérios e que, como sugere a 
palavra, responde pela divisão das RAM em dois grupos distintos: as 
memórias estáticas e as memórias dinâmicas.As memórias RAM 
estáticas, comumente denominadas SRAM, são compostas por uma infinidade 
de circuitos denominados flip-flops. Esses circuitos são portadores de 
certas propriedades que a manutenção de determinados regimes de tensão 
elétrica, em seus terminais de entrada, gera, em seus terminais de 
saída, correntes que podem ser interpretadas como os dois estados, 0 e 
1, correspondentes aos possíveis valores da menor unidade de informação 
digital: o já mencionado bit.As memórias RAM dinâmicas, comumente 
denominadas DRAM, devem sua estruturação a um conjunto muito numeroso de
 capacitores, cada um dos quais com potencial de representar os dois 
estados de um bit; bastando para tanto que esteja eletrizado ou 
descarregado.Assim como os nossos corpos que constantemente se 
eletrizam e perdem a carga elétrica resultante do atrito com o ar, a 
carga elétrica repassada aos capacitores que compreendem os módulos de 
memória DRAM também é perdida no ambiente em que se encontram. Por conta
 disso, os módulos de memória fabricados com esta tecnologia precisam 
ser periodicamente realimentados. Esta tarefa repetitiva de 
realimentação elétrica de módulos de memória DRAM é mais conhecida pelo 
termo em inglês refresh, e é mais uma das responsabilidades que fazem do
 controlador de memória um dos componentes fundamentais dos computadores
 modernos.Vale destacarmos que as memórias DRAM são 
tradicionalmente caracterizadas por trabalhar sob o ritmo do circuito 
gerador de clock associado ao barramento frontal. Diz-se, por isso, que 
elas são memórias “síncronas”. Os modelos mais comercializados, 
atualmente, de módulos DRAM, são memórias síncronas, capazes de operar a
 frequências muito altas e com larguras de banda consideráveis. Ao 
anunciá-las, a indústria exibiu mais uma vez sua preferência pelas 
siglas, batizando-as de DDR.CONCLUSÃODiscutimos
 bastante a respeito das memórias de acesso randômico, mas mesmo assim, 
não esgotamos esse assunto. Nem era essa a nossa intenção, pois a cada 
dia novos modelos, baseados em novas tecnologias, são lançados no 
mercado e, a quantidade de informações que trazem consigo, torna-se 
inesgotável, até mesmo para quem se dedica exclusivamente ao estudo da 
área. Nosso intuito foi apresentar uma imagem mais coesa desse campo, 
baseada na identificação de grupos de componentes com características 
semelhantes e na análise das aplicações desses grupos. Esperamos que 
assim, você tenha uma visão mais clara dessa questão e, nas mãos, a 
capacidade de fazer escolhas que, na prática, sejam mais adequadas.UNIDADE IV - COMPONENTES GRÁFICOSCOMPONENTES DE PROCESSAMENTO GRÁFICOEnquanto
 falávamos sobre o ciclo de execução de instruções, ressaltamos a 
importância do controlador de memória ao descrever sua principal 
responsabilidade: oferecer para o restante dos componentes do sistema 
uma representação menos complexa da memória RAM, de forma que seu 
conteúdo pudesse ser acessado através de endereços lineares, ao invés da
 abordagem baseada em módulos e chips. De forma análoga à maneira com 
que o controlador de memória reduz a complexidade inerente ao acesso à 
memória RAM, um circuito denominado controlador de vídeo simplifica o 
acesso ao conteúdo exibido no monitor de vídeo. Mas de que forma? Você 
poderá encontrar as respostas a esta e outras questões nesta seção.TUBOS DE RAIOS CATÓDICOSAté
 recentemente, a maior parte dos modelos de monitores disponíveis no 
mercado era do tipo CRT. Monitores CRT, como ilustra a figura, em suma, 
são constituídos por uma ampola de vidro forrada internamente por um 
material luminescente, no interior da qual se aloja um dispositivo 
eletrônico denominado tubo de raios catódicos, capaz de emitir feixes de
 elétrons. Por meio da aplicação de um campo magnético sobre os feixes 
de elétrons, é possível desviar a direção de suas trajetórias, 
fazendo-os chocar em pontos e instantes específicos da região interna da
 ampola, iluminando-os, assim, com intensidades e cores desejadas.MEMÓRIA DE VÍDEOOs
 estímulos elétricos responsáveis pela ativação do campo magnético que 
causa a deflexão dos feixes emitidos pelo canhão de elétrons, como 
descrita anteriormente, é uma das mais maiores responsabilidades de um 
componente mencionado no início desta unidade: o controlador de vídeo. A
 região da memória RAM acessada a cada nova varredura pelo controlador 
de vídeo, que contém as cores com as quais devem ser pintados os pixels 
que compõem a imagem da tela, é denominada memória de vídeo ou 
framebuffer.FLICKERINGA capacidade de retenção de energia do
 material luminescente, entretanto, é extremamente reduzida; o que torna
 o fenômeno da irradiação luminosa dos minúsculos pontos que compõem a 
imagem na tela, incrivelmente efêmero. Imediatamente após terem sido 
energizados, sua luminosidade começa a diminuir; e não seriam 
necessários mais do que alguns poucos décimos de segundos para que o 
decaimento fosse percebido por qualquer pessoa. Tal limitação foi, em 
parte, resolvida por meio de uma ideia engenhosa: periodicamente, sob 
uma frequência configurável denominada taxa de refresh, CRTs varrem a 
superfície interna de sua tela, reenergizando os pontos que compõem a 
imagem exibida. Diz-se, em parte, porque monitores incapazes de operar 
sob taxas de refresh mais altas, geralmente os mais baratos, causam um 
desconforto visual típico, decorrente de um fenômeno sensorial 
denominado flickering, caracterizado pela sensação de cintilância do 
conteúdo da tela.TEARINGVocê
 já sabe que um game altera o conteúdo da memória de vídeo, e que esta 
última é acessada pelo controlador de vídeo de modo que ele possa 
instruir o monitor sobre como colorir os pixels da tela. Imagine, então,
 se a memória de vídeo dos computadores fosse dividida em duas áreas 
distintas: uma referente às cores dos pixels contidos na metade superior
 da tela, e outra referente às cores dos pixels da metade inferior. 
Suponha também que a varredura feita pelo controlador de vídeo pudesse 
ser dividida em duas etapas: uma para cada região da tela. Nestas 
circunstâncias, seria possível ocorrer o seguinte:O fato 
comentado anteriormente, de o controlador de vídeo, ao completar a 
varredura, acessar a área da memória de vídeo referente à metade 
inferior da tela e instruir o monitor a exibir um fragmento de imagem, é
 denominado tearing, e é responsável pela frustração dos mais diversos 
tipos de usuários: desde os amantes de games, para os quais as menores 
inconsistências visuais são razões suficientes para se deixarem irritar;
 até usuários comuns, geralmente ansiosos por tirar proveito das 
experiências que o mercado publicitário não teme por garantir. Embora 
confundido com o flickering, que é causado por taxas de refresh muito 
baixas, o tearing resulta, na maior parte das vezes, da imperícia de 
desenvolvedores de software que ignoram o funcionamento interno das 
máquinas, especialmente no que diz respeito à maneira com que seus 
componentes se comunicam.DOUBLE BUFFERINGControladores de 
vídeo, sempre que concluem a varredura da última linha da tela, 
notificam tal evento aos programas interessados; que por sua vez, devem 
interpretar tal notificação como a chegada do momento mais propício para
 a alteração do conteúdo da memória de vídeo. Ocorre que determinados 
tipos de software recorrem a cálculos computacionais tão intensivos, que
 mesmo que trabalhassem de forma coordenada com o controlador de vídeo, 
produziriam flickering, caso a geração fosse feita diretamente sobre a 
memória de vídeo. A solução empregada por tais softwares, na classe dos 
quais se enquadra, a título de curiosidade, boa parte dos games 
modernos, reside em gerar a imagem em uma segunda área da memória RAM e 
transferi-la de uma só vez, e no instante adequado, para a memória de 
vídeo. Esta técnica é conhecida por double buffering. A política de 
intercomunicação da qual participam, neste caso, o controlador de vídeo e
 outros componentes do sistema, é denominada interrupção, e será um dos 
assuntos da próxima unidade.PIXELSUm tubo de raios 
catódicos, a bem da verdade, desencadeia efeitos luminescentes de uma 
única cor; vermelha, verde ou azul. Assim, a representação convincente 
do espectro de luz visível, por uma limitação física, prescinde da 
atuação conjunta de três tubos, incumbidos da luminescência simultânea 
de uma tríade de pontos, que em conjunto compõem um pixel na tela. Essa 
tríade que forma um pixel, normalmente se encontra em uma disposição 
triangular equilateral e cada um dos pontos ocupa um dos vértices do 
triângulo. A distância entre os centros de dois pontos de mesma cor 
pertencentes a pixels adjacentes é denominada dot pitch, e configura um 
fator crucial para a exibição nítida de imagens. Com isso, normalmente, 
quanto menor o dot pitch, melhor e também mais caro será o monitor.TAXA DE CONTRASTEA
 taxa de contraste de um monitor de vídeo, por exemplo, nada mais é que 
uma medida indireta da diferença de luminosidade existente entre o ponto
 mais brilhante que o dispositivo é capaz de exibir, e o ponto menos 
brilhante; quaisquer que sejam as cores desses pontos. E a importância 
dessa taxa de contraste está diretamente relacionada à fisiologia humana
 como, por exemplo, a da sensibilidade dos nossos olhos às variações de 
luminosidade que é ainda maior que nossa capacidade de distinguir várias
 escalas de cores. Assim, quanto maior a taxa de contraste de um 
monitor, maior será a sua fidelidade na representação do brilho de uma 
imagem, e mais caro será seu preço. Trataremos dessa questão da 
fisiologia do olho humano mais adiante, quando formos discutir certas 
técnicas computacionais para compactação de imagens.RESOLUÇÃO DO VÍDEOQuando
 tratamos do princípio de funcionamento dos monitores CRT, vimos que a 
imagem formada na tela é composta por um conjunto de pontos, agrupados 
em tríades denominadas pixels. Os pixels, por sua vez, encontram-se 
dispostos na tela sob a conformação de uma matriz semelhante à de um 
tabuleiro de xadrez, com duas significativas diferenças: primeiro, há 
muito mais pixels na tela de um monitor do que há casas em um tabuleiro;
 e segundo, o número de pixels pode ser alterado para valores 
pré-estabelecidos. Assim, a resolução máxima de um monitor de vídeo 
indica a maior quantidade de pixels, consideradas as direções horizontal
 e vertical, que podem ser usados para se representar imagens na tela. E
 da mesma forma que um pintor, por mais habilidoso que seja, será 
incapaz de pintar um retrato pequenino com um pincel grande de cerdas 
espessas, um monitor não conseguirá exibir imagens detalhadas com 
precisão satisfatória em áreas muito reduzidas, tarefa a que seria 
submetido caso sua resolução tivesse sido alterada para valores 
pequenos, em que os centros dos pixels adjacentes se encontram mais 
distantes uns dos outros. Como você já deve imaginar, quanto maior a 
resolução máxima de um monitor de vídeo, maior será seu preço.A METÁFORA DO DESKTOPEm
 meados da década de 80, quando a indústria de microcomputadores dava 
seus primeiros passos em direção à tentativa de popularização da 
metáfora do desktop, tão profundamente dependente das interfaces 
gráficas de interação, surgiu a necessidade da adoção de padrões que 
pudessem nortear o desenvolvimento das tecnologias envolvidas. Um desses
 padrões foi denominado VGA, e tinha por objetivo definir recursos 
mínimos de hardware, que permitissem alavancar a disseminação das 
interfaces gráficas. A partir de então, aos fabricantes de monitores de 
vídeo interessados no usufruto das óbvias vantagens advindas da 
associação dos nomes de seus produtos ao de um padrão tão requisitado 
quanto o VGA, bastava equipá-los com conectores baratos e telas 
requintadas para a época: capazes de exibir imagens coloridas sobre uma 
matriz que deveria possuir 640 pixels na largura e 480 pixels na altura.O PADRÃO VGADo
 ponto de vista histórico, alguns fatos referentes ao desenvolvimento do
 padrão VGA parecem irônicos. A qualidade superior dos monitores 
compatíveis com aquele padrão foi, sem dúvida alguma, essencial para sua
 permanência no mercado; tal afirmativa representa a conclusão a que se 
chega depois de considerada como são voláteis as tecnologias empregadas 
na criação de computadores pessoais. O irônico, no entanto, é que a 
história tratou de conceder créditos não à qualidade das telas de vídeo 
VGA, intangível por natureza, mas sim ao conector barato que as ligavam 
ao gabinete do computador. E tamanho foi o desequilíbrio nessa 
concessão, que ainda hoje, não é exagero dizer que a maior parte das 
pessoas ignora completamente a existência da sigla VGA, embora saiba que
 o monitor de vídeo, a que tem acesso, está ligado ao computador por 
meio de um cabo decorado, em uma de suas extremidades, por um belo 
conector azul.Ainda mais surpreendente é o fato de que, mesmo 
que não tenham acesso a computadores pessoais, essas pessoas, muito 
provavelmente, têm contato direto com telas compatíveis com o padrão 
VGA. A matriz de 640 por 480 pixels que muitos consideraram fadada ao 
esquecimento, hoje em dia atua como coadjuvante no épico da convergência
 tecnológica, equipando telefones celulares, câmeras fotográficas 
digitais e handhelds dos mais variados modelos. Elas, enfim, voltaram a 
ser o canal por meio do qual a informação flui entre homens e máquinas.CONECTIVIDADETecnologias
 usadas na construção dos componentes de ligação entre um computador e 
um monitor de vídeo compreendem o fator da conectividade; e como já era 
de se imaginar, são responsáveis, em parte, pelo preço destes 
equipamentos. Recentemente, diversas tecnologias de conexão foram 
criadas; a maioria das quais, inventadas com o propósito único de 
reverter certas limitações impregnadas no padrão VGA. A seguir, 
analisaremos brevemente três destas limitações, e também as respostas 
dadas a elas pela indústria de microeletrônicos: os padrões de conexão 
DVI e HDMI.INTERFERÊNCIA ELETROMAGNÉTICANo início do século XX, o físico dinamarquês, Hans
 Christian Oersted, fez uma descoberta interessante. Ele percebeu que a 
agulha de uma bússola, que em condições normais se mantinha alinhada com
 o campo magnético terrestre, sofria uma deflexão sempre que um fio 
metálico presente em suas proximidades era percorrido por uma corrente 
elétrica. A explicação dada por Oersted, para tal fenômeno, se baseava 
na teoria de que o movimento ordenado de elétrons através do condutor, 
provocava em suas vizinhanças, o aparecimento de um novo campo 
magnético, cuja interação com o campo magnético terrestre era 
responsável pelo movimento da agulha. Pela primeira vez na história, 
fenômenos elétricos puderam ser formalmente associados a fenômenos 
magnéticos.O PADRÃO DVIEm dispositivos cujo aproveitamento 
da corrente elétrica se dá apenas no nível térmico, a exemplo de 
chuveiros e ferros de passar, a presença de ruídos na corrente é 
absolutamente desprezível. Entretanto, dispositivos eletrônicos mais 
refinados, como é o caso de computadores modernos, se valem de 
mecanismos de sincronia bastante precisos para atribuição de significado
 aos sinais transportados pela corrente elétrica. E tamanha é a 
delicadeza dessa operação, que ruídos mínimos no sinal são capazes de 
alterar seu significado. O padrão de conectividade DVI foi criado, entre
 outras razões, como meio de se contornar as limitações do padrão VGA 
inerentes a este quesito.O PADRÃO HDMIA tecnologia de 
conectividade HDMI foi desenvolvida por um consórcio de empresas formado
 com o intuito de oferecer meios que suprissem as demandas inerentes à 
transmissão digital de conteúdo audiovisual. Uma preocupação secundária 
dos participantes do consórcio era a disseminação de mecanismos que 
impedissem, ou ao menos dificultassem, a subversão de direitos autorais 
digitais; o que se concretizou com a criação de um padrão atrelado 
denominado HDCP.A UNIDADE DE PROCESSAMENTO GRÁFICOPara 
finalizar esta unidade, nos ateremos à análise de um componente de 
importância central dos computadores pessoais modernos, o qual, até 
agora, apenas ousamos citar: a Unidade de Processamento Gráfico, ou 
simplesmente GPU como sugere, em inglês, o nome que dá origem à sigla. 
Concomitantemente, ainda seguindo a filosofia adotada no início deste 
curso, veremos como se dá a interdependência da GPU com o restante do 
sistema e de que maneira eles se coordenam a fim de executar as tarefas 
que lhes são cabidas.A UNIDADE DE PROCESSAMENTO GRÁFICOA 
revolução causada pela invenção do desktop atuou como força aceleradora 
da convergência tecnológica, e fomentou práticas que os pioneiros da 
informática sequer vislumbraram há menos de um século. Assim, a 
compartimentalização da GPU em unidades funcionais distintas revela a 
motivação oculta por trás de sua origem: primordialmente, processadores 
gráficos foram projetados como solução para as restrições de desempenho 
provenientes do emprego dos computadores na realização de tarefas antes 
desempenhadas apenas por dispositivos especializados. Usar a tela do 
computador para assistir vídeos de alta definição ou se divertir com 
games de última geração tornou-se prática comum entre uma parcela 
significativa da população. Mas, em termos práticos, que operações são 
essas das quais tanto se valem os ambientes de desktop, a exibição de 
vídeos em alta definição e a execução de games? Vamos analisar, caso a 
caso, a seguir.OPERAÇÕES GRÁFICAS 2DO
 termo ambiente de desktop trata de um estilo de interface de usuário 
encontrada atualmente por toda a parte, baseada na metáfora do desktop, 
em que os softwares mais frequentemente usados e as configurações mais 
comuns do sistema são dispostos de maneira que o usuário possa 
acessá-los com o mínimo de dificuldade. Seguindo esta tendência, 
ambientes de desktop modernos fazem uso, por exemplo, de janelas 
transparentes que permitem a visualização do conteúdo sobre o qual ela 
se posta. Em meados de 1980, dois pesquisadores publicaram um artigo 
notável, em que fundamentaram teoricamente uma álgebra destinada à 
representação de operações voltadas à composição digital de imagens.Esse
 modelo matemático levou o nome de seus idealizadores, Thomas Porter e 
Tom Duff; e tornou possível a simulação da transparência em elementos de
 interface. Entretanto, a demanda computacional associada à exibição de 
elementos transparentes, por anos a fio, atuou como um estorvo à 
disseminação daquelas técnicas; e tamanho era o comprometimento que 
causavam no desempenho dos processadores de propósitos gerais, que só se
 tornaram prevalecentes com o advento de componentes de processamento 
gráfico dedicados: as GPUs.Além de operações de composição de 
imagens citadas acima, as engines 2D das GPUs modernas são capazes de 
realizar uma infinidade de outras tarefas. É bem provável que ao menos 
uma vez você já tenha usado seu computador para assistir vídeos em DVD. A
 depender da resolução usada na tela do seu monitor, e obviamente da 
disponibilidade de uma GPU em sua máquina, sem que tenha se dado conta, 
você pode ter visto não o vídeo contido no DVD, mas uma representação da
 versão íntegra, redimensionada a fim de ocupar mais harmonicamente o 
espaço da tela. Os cálculos matemáticos usados no redimensionamento dos 
quadros que compõem um vídeo são frequentemente relegados à GPU. Caso o 
vídeo tenha sido apresentado com legendas, maiores ainda são as chances 
de que uma GPU tenha sido envolvida.Isso porque os cálculos para
 exibição de caracteres, denominados algoritmos de rasterização de 
glifos, também são computacionalmente pesados. Por esta mesma razão, as 
cores de fundo das janelas opacas do desktop, em geral, são preenchidas 
pela GPU através de operações denominadas fill. E a ela, normalmente, 
também cabe a tarefa da exibição dos ícones presentes na área de 
trabalho, e do cursor do mouse, ambas executadas por intermédio de 
operações bit blit. De uma forma geral, uma operação gráfica é realizada
 por meio de aceleração 2D sempre que sua execução envolve os recursos 
computacionais da engine 2D da GPU.OPERAÇÕES GRÁFICAS 3DDe 
forma análoga, diz-se que quaisquer processamentos executados com o 
auxílio da engine 3D de um processador gráfico são realizados em regime 
de aceleração 3D. Podemos ver a representação destas duas operações 
através da interação ao lado. O mapeamento de texturas é um procedimento
 muito comum em games modernos por meio do qual uma imagem (textura) 
qualquer é aplicada sobre um objeto tridimensional. Já a rotação 
consiste nos movimentos que este objeto tridimensional é capaz de 
realizar. Mapeamentos de texturas e rotações no espaço, como você pode 
perceber, são procedimentos bastante complexos do ponto de vista 
computacional; e são, frequentemente, delegados à engine 3D de uma GPU.Assim,
 finalizamos a quarta unidade do módulo Hardware. Nas próximas unidades 
trataremos dos componentes de um computador pessoal moderno que se ligam
 ao processador através de barramentos menos velozes.UNIDADE V - BARRAMENTOS DE MÉDIA VELOCIDADEA
 partir deste ponto, voltaremos nossa análise às responsabilidades que 
são atribuídas aos componentes periféricos de um computador pessoal. A 
nossa intenção é oferecer uma visão realista das formas como esses 
componentes se relacionam com os restantes e, assim, levá-lo a perceber 
que o funcionamento de um computador moderno, diferente da ideia que se 
tem, não se reduz apenas ao entendimento de seus componentes centrais. 
Se um computador pudesse ser visto como uma colcha de retalhos, ou seja,
 fabricado com periféricos e fios que se cruzam e entrecruzam, esta 
unidade certamente seria destinada ao estudo das técnicas usadas para 
unir os componentes uns aos outros.MÉTODOS DE I/OOs recursos
 de um computador que permitem a execução de operações semelhantes às 
citadas no  vídeo deste slide, por meio das quais é possível estabelecer
 uma troca de informações entre o processador e os dispositivos 
periféricos, são denominados métodos de I/O, e representam um 
conceito-chave da computação moderna. Denomina-se ainda operações de I/O
 as operações oferecidas por cada método. A seguir, analisaremos mais 
detalhadamente três dos mais comuns métodos de I/O: I/O baseado em 
mapeamento de porta, I/O baseado em mapeamento de memória, e I/O baseado
 em interrupção.EXEMPLO DE I/O BASEADO EM MAPEAMENTO DE PORTAPara tanto, analisemos com mais detalhes, através da ilustração, o primeiro exemplo citado
 há instantes atrás. Sempre que você digita em um computador, 
imediatamente após cada tecla ser pressionada, um sinal elétrico 
denominado scan code contendo o valor da referida tecla, é enviado 
do teclado para um componente denominado controlador de teclado, que 
normalmente se encontra afixado sobre a placa mãe. O controlador de 
teclado armazena o valor da tecla em uma área de armazenamento 
temporário e, envia um sinal, avisando o processador a respeito do 
evento. O processador, então, se comunica com o controlador de teclado 
de forma a obter o valor da tecla digitada e, somente após, o exibe na 
tela.I/O BASEADO EM MAPEAMENTO DE PORTAA comunicação entre o
 processador e o dispositivo periférico, no caso em questão, 
representado pelo controlador de teclado, é baseada no conceito de 
portas de I/O, que são valores numéricos associados a alguns 
dispositivos periféricos conectados à máquina. Podemos dizer que o 
relacionamento das portas de I/O com os dispositivos, ocorre  de maneira
 semelhante à forma com que se relacionam números de telefones e 
pessoas. Assim como é possível estabelecer contato com uma pessoa pelo 
seu número de telefone, também é possível acessar funcionalidades, de 
alguns dispositivos, através da execução de uma variedade específica de 
instruções, em conjunto, denominadas instruções de I/O, que tomam como 
parâmetro, um valor numérico pré-estabelecido, correspondente a uma 
porta de I/O. O método de I/O propiciado por computadores que oferecem 
suporte à execução de instruções de I/O, que a propósito compreendem a 
maior parte dos computadores pessoais, é denominado I/O baseado em 
mapeamento de porta, ou simplesmente PMIO.I/O BASEADO EM MAPEAMENTO DE MEMÓRIAUm
 segundo método de I/O muito comum é denominado I/O baseado em 
mapeamento de memória, ou MMIO. Dispositivos periféricos projetados para
 oferecer suporte a este método de comunicação mantêm vigilância 
constante sobre as operações que envolvem o acesso à memória RAM; 
reagindo de maneira específica sempre que ocorrem alterações em áreas da
 memória RAM monitoradas por eles.EXEMPLO DE I/O BASEADO EM MAPEAMENTO DE MEMÓRIAVocê
 já deve ter notado que, nos instantes que sucedem a inicialização de um
 computador, os elementos de interação disponíveis para o usuário não 
são formados de janelas ou botões. Até o momento em que o sistema se 
habilita a exibir imagens, tudo o que se vê na tela são caracteres 
brancos dispostos sobre um fundo preto. Diz-se, por essa razão, que o 
computador opera em modo texto logo após sua inicialização, e em modo 
gráfico a partir  desse momento. Sempre que é necessário exibir um 
caractere em modo texto ou um pixel em modo gráfico, é possível fazê-lo 
por meio da execução de uma instrução que modifica uma região específica
 da memória RAM, previamente reservada para esta função. Este é um 
exemplo típico de I/O baseado em mapeamento de memória.EXEMPLO DE I/O BASEADO EM MAPEAMENTO DE MEMÓRIAComo
 você já deve saber, os processadores pessoais modernos compreendem 
conjuntos enormes de instruções. Embora todos eles sejam capazes de 
executar os mesmos tipos de processamentos, a disponibilidade de 
instruções designadas especificamente para a solução de certos tipos de 
problemas é uma conveniência valiosa para programadores de computadores.
 Computadores que fazem uso de processadores capazes de lidar com 
diversidades grandes de instruções são enquadrados em uma categoria 
denominada CISC, em contraponto aos computadores RISC.I/O BASEADO EM INTERRUPÇÃOO
 terceiro e último método de comunicação discutido aqui é denominado I/O
 baseado em interrupção. Através desse método, um dispositivo periférico
 que necessita enviar dados para processamento, gera um sinal elétrico 
denominado interrupção, direcionado ao processador, para notificá-lo a 
respeito da necessidade de atenção. Como resposta, o processador 
interrompe imediatamente qualquer programa que esteja executando e então
 atende a requisição do dispositivo periférico, obtendo dele as 
informações convenientes e processando-as de maneira adequada. Ao final 
do atendimento a essa solicitação da requisição, o processador retoma o 
programa interrompido como se nada tivesse acontecido. Observe que a 
iniciativa relativa ao estabelecimento da comunicação, no caso do método
 de I/O baseado em interrupção, cabe invariavelmente ao dispositivo 
periférico, ao passo que nos métodos de PMIO e MMIO, cabe ao 
processador.CONTROLADOR DE INTERRUPÇÕESma questão, 
entretanto, precisa ser esclarecida: embora a maioria dos computadores 
modernos conte com uma diversidade imensa de dispositivos periféricos, 
seus processadores contam apenas com alguns poucos pinos, quando não um 
único, dedicados ao recebimento de interrupções. E pelas mesmas razões 
que é preciso coordenar os veículos que se dirigem a uma mesma rodovia, 
vindos de estradas diferentes, também foi necessário racionalizar o uso 
do pino de interrupções do processador. Isso foi preciso, para que as 
interrupções advindas de dispositivos diferentes, e mesmo aquelas vindas
 de um mesmo dispositivo, não se chocassem umas com as outras. A solução
 para esse problema tomou a forma de um componente eletrônico conhecido 
por controlador de interrupções.A
 figura ilustra um controlador de interrupções. A rigor, ele é 
constituído não por um, mas dois componentes eletrônicos, denominado 
controlador mestre de interrupções e controlador escravo de 
interrupções. Esses controladores são associados em cascata e mantidos 
em contato por um dos vários pinos metálicos que os compõem. Cada um dos
 referidos pinos é identificado por um valor numérico e é reservado para
 uso de um único dispositivo periférico. O controlador de interrupções 
mestre permanece conectado ao pino de interrupções do processador, e tal
 é a  organização deste conjunto, que qualquer interrupção gerada por 
periféricos do sistema pode ser, seguramente, encaminhada para o 
processador.CONTROLADOR DE INTERRUPÇÕES 8259Assim, 
finalizamos a análise dos princípios envolvidos na comunicação entre os 
componentes de um computador. Certamente, ainda há espaço para explorar 
mais o conteúdo apresentado. Máquinas modernas, por exemplo, contam com 
uma quantidade de dispositivos periféricos que facilmente ultrapassa o 
limite imposto pela disponibilidade de pinos do controlador de 
interrupções, descrito nesta unidade. Além do que, como já foi 
mencionado em outra ocasião, a maior parte dos computadores pessoais, 
comercializados atualmente, é equipada não com um, mas com vários 
núcleos de processamento, encerrados em um único revestimento cerâmico. 
Isso nos leva a crer que a carga resultante do tratamento das 
interrupções vindas de um número grande de dispositivos, devesse ser 
distribuída igualmente pelos núcleos, para evitar que alguns 
permanecessem sobrecarregados, ao passo que outros ficassem sem ter o 
que fazer. As soluções para esses problemas foram asseguradas por meio 
de extensões implementadas sobre a estrutura básica do controlador de 
interrupções, que culminaram no desenvolvimento de uma série de 
componentes que, atuando em conjunto, são capazes de lidar com a 
diversidade atual de periféricos e processadores, da qual todos nós 
temos nos beneficiado.PIT, O TIMER DE INTERVALO PROGRAMÁVELNo
 início do século XX, dois cientistas publicaram um estudo que desvendou
 um dos grandes mistérios da medicina. Embora as explorações acerca do 
funcionamento do corpo humano tivessem alcançado resultados incríveis, 
até aquele momento ninguém havia dado explicações que justificassem, de 
modo convincente, um fenômeno muito simples: o batimento do coração. 
Pesquisadores já haviam montado parte do quebra-cabeça, ao descreverem 
as influências de determinados hormônios sobre a frequência cardíaca, 
mas a razão direta das contrações do coração permanecia desconhecida. A 
busca pela explicação perdurou até 1907, quando Arthur Keith e Martin 
Flack anunciaram a descoberta de um aglomerado de células denominado 
nódulo sinoatrial, disposto no interior do músculo cardíaco, responsável
 pelo envio de sinais elétricos que, em último caso, induziam a 
contração do miocárdio.Do ponto de vista biológico, o batimento 
do coração faz parte de uma rede complexa de atividades orgânicas que 
propiciam a homeostase - estado de equilíbrio fisiológico indispensável a
 todo ser vivente -, e que se estendem desde as esferas macroscópicas, 
nas quais se situam, por exemplo, os movimentos peristálticos da 
digestão, até as microscópicas, nas quais ocorre a transformação da 
energia contida nos alimentos que ingerimos. Quando observado pelo 
prisma do processamento de informações, levando em conta sua relação com
 o sistema nervoso central, entretanto, o batimento do coração pode ser 
visto como uma atividade de suporte, imprescindível ao funcionamento do 
sistema nervoso central.Por diversas vezes, você já deve ter 
tido a sensação de que vários programas são executados simultaneamente 
em seu computador. Ouvir música enquanto navegamos na internet ou 
digitamos um texto são práticas tão comuns, que nós sequer temos a noção
 de quanto são complexos os desafios escondidos por trás das interfaces 
amigáveis de usuário. A bem da verdade, todo computador pessoal moderno 
faz uso de um software bastante complexo, denominado sistema 
operacional, que tem como principal finalidade a gestão dos recursos da 
máquina.Como
 você viu na unidade II deste módulo, o processador é um dos recursos 
mais importantes de um computador e, por isso, o sistema operacional 
deve buscar meios de utilizá-lo de forma tão otimizada quanto possível, 
levando em conta os perfis das cargas de trabalho a que eventualmente 
será submetido. Uma maneira bastante eficiente de usar o processador de 
um computador pessoal típico, consiste em promover uma alternância de 
processamento entre os programas que o usuário deseja executar ao mesmo 
tempo. Assim, desde que os cuidados devidos sejam tomados, é possível 
executar o navegador de internet durante uma fração muito pequena de 
segundos, pausá-lo enquanto outros programas quaisquer são executados 
durante intervalos de tempo semelhantes, e dar prosseguimento à execução
 do navegador como se ele jamais tivesse sido interrompido. Uma questão 
crucial referente à implementação de esquemas desse tipo, reside no fato
 de que, se a fração de segundos em que os programas permanecem inativos
 for cuidadosamente escolhida, o usuário não perceberá o rodízio a que 
eles estão submetidos, e terá a impressão de ter sido atendido pela 
execução simultânea e contínua de vários programas. A função descrita 
aqui e ilustrada na figura, que compreende sucessivas ativações e 
inativações de programas a fim de propiciar melhorias na qualidade da 
experiência do usuário, é denominada escalonamento de processos. E como 
você verá mais detalhadamente em outro módulo, é uma das atividades de 
suporte mais importantes de um computador.Seria perfeitamente 
possível implementar uma extensão do sistema operacional que 
periodicamente o informasse sobre a necessidade da execução de 
atividades de suporte, a exemplo do escalonamento de processos, mas a 
carga envolvida seria alta demais. A alternativa à qual recorrem os 
sistemas operacionais modernos, é fazer uso das facilidades oferecidas 
por um circuito integrado denominado timer de intervalo programável, ou 
simplesmente PIT, presente em praticamente todos os computadores 
pessoais. Então, assim como o nódulo sinoatrial informa o coração sobre o
 momento exato de se contrair, os PITs podem ser programados para avisar
 o processador sobre a hora exata da execução de atividades de suporte. 
Dessa forma, cabe aos sistemas operacionais programar o PIT durante a 
inicialização da máquina, de modo que ele passe a gerar sinais 
periódicos de interrupção, em resposta aos quais são executadas ações 
específicas para aquele dispositivo. O que no caso do PIT inclui a 
decisão referente à possibilidade do escalonamento de processos.A
 origem do emprego de PITs em computadores pessoais, no entanto, data de
 meados da década de 80, época em que os requisitos impostos pelo 
software, sobre o hardware, eram bem diferentes dos atuais. Desde então,
 classes inteiras de aplicativos surgiram. Sistemas de tempo real, cuja 
exatidão pode ser comprometida por atrasos mínimos de processamento, 
tornaram-se mais comuns. Sistemas multimídia, que dependem de um 
controle rígido sobre a taxa de transmissão de canais de áudio e vídeo, 
passaram a fazer parte do cotidiano das pessoas, e disseminaram consigo a
 necessidade de componentes de hardware mais apurados, capazes de suprir
 as demandas geradas pelas inovações dos softwares. Pouco a pouco, 
fontes de interrupções como o PIT estão sendo substituídas por 
componentes mais precisos, em alguns casos denominados HPET.