Como o Computador Funciona

Como o Computador Funciona: Você já quis saber como um computador opera? Como ele processa dados tão rapidamente? Nos dias de hoje, é importante entender como os computadores trabalham. Especialmente se você atua no ramo de tecnologia ou ciência da computação.

Vamos investigar os princípios fundamentais por trás dos computadores. Iremos desvendar a mágica que permite a esta máquina processar informações de forma tão eficaz.

Para começar, vamos visualizar um computador de maneira geral. Ele é formado por cinco partes principais. São elas: o processador, a memória RAM, o disco rígido e os dispositivos de entrada e saída. Sem esquecer dos softwares, que são vitais para o seu funcionamento.

O processador, frequentemente chamado de “cérebro”, executa todas as operações. É composto por diversas partes, como registradores e uma unidade de controle. Ele lida com as instruções, as decodifica, realiza operações e guarda os resultados.

A memória RAM é onde o computador guarda temporariamente os dados que está usando. Quanto mais memória um computador tem, mais rapidamente ele processa as tarefas. Portanto, a RAM é essencial para o desempenho geral do computador.

O disco rígido armazena os dados de longo prazo, como documentos e fotos. Sua capacidade varia, e pode ir de 80GB a 250GB, ou mais. É como a “estante” do computador, guardando informações importantes.

Os dispositivos de entrada e saída permitem que você se comunique com o computador. Eles incluem teclados, mouses e monitores. Esses aparelhos são vitais para a interação com a máquina.

Os softwares, por sua vez, são os programas que fazem o computador funcionar. Isso inclui sistemas operacionais e softwares aplicativos, como navegadores web. Eles dão os comandos para que o computador siga as instruções.

Compreender o funcionamento do computador é importante para tirar o máximo proveito da tecnologia. Neste texto, você vai aprender mais sobre a estrutura do computador e suas partes importantes. Pronto para entrar no mundo da computação?

Vamos descobrir como o computador realiza suas tarefas incríveis. Continue lendo!

Como o Computador Funciona: Os Componentes Básicos de um Computador

Hoje, os computadores têm cinco peças chave. São elas o processador, a memória RAM e o disco rígido. Também contamos com dispositivos de entrada e saída e softwares.

O processador, ou CPU, é o “cérebro” do computador. Ele lida com todo tipo de tarefa, de dados simples até aplicativos pesados. As marcas mais conhecidas são Intel e AMD, oferecendo opções de vários preços e desempenhos.

A memória RAM é essencial para um sistema rápido. Ela ajuda a processar dados sem enrolações. É vital em computadores, smartphones, videogames e tablets. Antes de comprar, veja a capacidade de armazenamento, a frequência e a geração DDR.

O disco rígido armazena os dados a longo prazo. Guarda arquivos e aplicativos. Há discos HDD e SSD, sendo estes últimos mais rápidos e duráveis.

Os dispositivos de entrada e saída conectam o computador com o usuário. Eles incluem teclado, mouse, monitor e impressora.

Os softwares são os programas que fazem o computador funcionar. Incluem sistema operacional, aplicativos e jogos.

Estes cinco componentes são vitais para qualquer computador. Juntos, permitem o processamento e armazenamento de dados. Também tornam possível a interação eficiente do usuário com a máquina.

Como a Eletricidade é Utilizada no Funcionamento de um Computador

Os computadores precisam de eletricidade para funcionar. Ela é usada para movimentar e processar dados. Assim, o computador pode fazer suas tarefas.

A corrente elétrica se move pelo computador. Isso acontece por meio do barramento de dados. Ele é uma espécie de caminho que permite a troca de informação.

Os microprocessadores, como o processador central, são cheios de transistores. Esses componentes agem como interruptores para controlar a energia elétrica. Isso acontece em muitos momentos enquanto usamos o computador.

No mundo da informática, a eletricidade representa os números 0 e 1. Isso é feito no sistema binário. Assim, hardware e software conseguem se entender.

“Os computadores funcionam através da eletricidade. Ela permite a comunicação entre hardware e software com o código binário.”

No Brasil e em alguns países, a energia das tomadas muda 60 vezes por segundo. Em lugares como a Europa, o ritmo é um pouco diferente: 50 vezes por segundo.

Existem lugares, como indústrias, que preferem um tipo de energia que muda 400 vezes por segundo. Em outros casos, como na Europa, a escolha é uma energia que muda 16,67 vezes a cada segundo. E, antigamente, no Canadá e no norte dos EUA, era comum encontrar uma energia que mudava 25 vezes a cada segundo.

Também há a corrente contínua. Ela vem de fontes como baterias de carro, dínamos, células solares e mais. Isso mostra que há vários tipos de eletricidade usados em diferentes lugares e situações.

A Linguagem de Programação e os Algoritmos

Computadores leem somente os números 0 e 1, conhecidos como código binário. Para facilitar a escrita de programas, surgiram as linguagens de programação. Com elas, fica mais fácil para os humanos criar instruções compreensíveis para os computadores.

Muitas linguagens são comuns, como Basic, Java, C, C++, HTML, CSS e Python. Os programadores usam essas linguagens para ensinar computadores a processar dados. Eles usam algoritmos, que são passos para resolver problemas.

Algoritmos são como receitas. Eles orientam os computadores a fazer tarefas de forma precisa. São vitais para programas funcionarem corretamente e para resolver desafios difíceis.

Quando queremos aprender a programar, começar com algoritmos e lógica é crucial. Entendê-los é o primeiro passo para ser um bom programador.

Na programação, há mais conceitos avançados para explorar. Por exemplo, estruturas de dados como listas e recursão, fazendo funções chamarem a si mesmas. Há também a programação orientada a objetos, que organiza o código de forma reutilizável.

A lógica de programação e os algoritmos não ajudam somente programadores. Eles são úteis para empresas de várias áreas. Conhecer esses conceitos ajuda a criar soluções e entender tecnologia melhor.

Se quer aprender sobre lógica de programação e algoritmos, siga esses passos:

1. Compreenda o básico dos algoritmos e sua importância.
2. Escolha uma linguagem de programação para começar.
3. Participe de comunidades online, como “Casa do Desenvolvedor”, para aprender com outros e tirar dúvidas.

Com foco e esforço, você pode se tornar um programador talentoso. Assim, poderá criar soluções tecnológicas e ajudar a avançar na área.

A imagem mostra como um algoritmo é implementado em um editor de código.

Resumindo, linguagens de programação e algoritmos são cruciais para a tecnologia. Eles permitem que programadores solucionem problemas de forma estruturada. Aprender sobre eles prepara para os desafios digitais.

A Arquitetura de von Neumann

A arquitetura de von Neumann foi criada em 1946. John von Neumann e sua equipe a desenvolveram. Ela é essencial para muitos computadores por ser eficiente e por seu poder de processamento.

Cada computador possui uma Unidade Central de Processamento (UCP). Ela é fundamental, pois coordena as tarefas do computador. Também há a memória e os dispositivos de entrada e saída, como teclados e monitores.

A UCP é como o cérebro do computador. São vários componentes que trabalham juntos. Os dispositivos de entrada e saída ajudam na comunicação com o computador.

A memória guarda as informações necessárias para o computador. Já os dispositivos de entrada e saída, como mouses, fazem a conexão entre o usuário e o computador. Isso facilita o uso.

Para tudo isso funcionar bem, é preciso um meio de comunicação. Esse meio é o barramento, feito de cabos. Ele permite a troca de informações entre as partes do computador.

O Gargalo de von Neumann

Mesmo sendo muito útil, a arquitetura de von Neumann tem um problema. O gargalo de von Neumann acontece quando a UCP espera pelos dados da memória.

Esse gargalo é um desafio com muitos dados. Mas, com o tempo, inventaram formas de reduzi-lo. Coisas como caches e melhorias na memória ajudam a superar esse desafio.

A arquitetura de von Neumann mudou a história dos computadores. Até hoje, muitas máquinas seguem seus princípios básicos. Isso mostra sua importância para a tecnologia.

Essa arquitetura marcou a história da computação. Desde os primeiros computadores até os mais recentes, o legado de von Neumann está presente.

O Papel do Processador no Funcionamento do Computador

O processador é muito importante no computador. Ele processa as instruções dos programas. Assim, faz a máquina funcionar. Os processadores modernos têm bilhões de transistores.

Esses transistores fazem operações muito rápidas. Então, tudo acontece em um piscar de olhos.

A velocidade do processador é medida em gigahertz. Isso mostra quantas operações ele faz em um segundo. Por exemplo, um processador de 3.2 GHz faz 3.2 bilhões de operações por segundo.

Os processadores de hoje também têm caches. Essas são memórias rápidas. Elas guardam os dados mais usados para o processador não ter que procurá-los longe. Isso faz as coisas andarem ainda mais rápido no computador.

Para cada tipo de uso, precisamos pensar no processador de um jeito. Jogos, por exemplo, funcionam melhor com mais núcleos. Já programas que mexem com gráficos, precisam de threads bem feitas.

Quando vamos escolher um processador para um computador, temos que pensar em muitas coisas. Tipo de uso, número de núcleos, velocidade, tudo conta muito. E, claro, ter cuidado para não pegar um que esquenta demais, para durar bastante tempo.

É sempre bom ser cuidadoso com a temperatura do processador. Usar um cooler bom faz ele durar mais. Assim, o processador pode ficar bom por muito tempo.

Para saber mais sobre os melhores processadores, tem a PROTESTE. Eles fazem testes para contar para a gente o que é bom de verdade. Assim, podemos escolher o melhor para nosso computador.

Os processadores estão em vários aparelhos, não só computadores. Celulares e tablets também têm. Eles fazem os cálculos para mostrar tudo o que vemos na tela dos aparelhos.

Concluindo, o processador é essencial. Ele é o “cérebro” do computador. Na hora de escolher, lembre-se de ver muitas características. Velocidade, núcleos criam eficiência. E cuidar bem dele ajuda a durar mais.

A Importância da Memória RAM

A memória RAM é vital para um computador funcionar bem. Ela guarda dados temporários, o que faz o acesso a eles ser super rápido. Isso é essencial para toda tarefa que o PC precisa executar.

Ter a quantidade certa de memória RAM é muito importante. Desde 8 GB para uso comum e navegar na internet, até 64 GB para quem joga muito ou faz vídeos. Mais memória permite rodar vários programas juntos, sem problemas.

A velocidade da memória RAM também faz diferença. Ela é medida em megahertz (MHz). Se a frequência for alta, os dados são processados mais rápido. Isso deixa tudo mais fluido no computador.

Há várias “gerações” de memória DDR, como DDR3, DDR4 e DDR5. Cada nova geração melhora a capacidade de transferir dados. Isso faz o computador funcionar mais rápido, principalmente com programas pesados.

Escolher a memória RAM certa é fundamental. A memória deve ter capacidade e velocidade certas. Assim, o computador não fica lento ou com problemas ao usar vários aplicativos ao mesmo tempo.

A imagem abaixo mostra como a memória RAM trabalha:

A memória RAM é essencial para guardar e acessar informações rapidamente. Em programas complexos, como jogos e design, isso é indispensável. Ter memória RAM suficiente melhora muito o computador e a sua experiência ao usá-lo.

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O Papel dos Dispositivos de Entrada e Saída

Os dispositivos de entrada e saída são muito importantes para a interação com o computador. Eles enviam e recebem dados de maneira eficiente. Algumas entradas comuns são o teclado e o mouse. Para saída, temos monitores e impressoras, por exemplo.

Os dispositivos de entrada ajudam a conseguir dados do usuário. Por exemplo, o teclado insere textos e comandos. E o mouse ajuda a clicar em coisas na tela, facilitando o uso.

Existem também dispositivos que fazem as duas funções. A mesa digitalizadora, por exemplo, pode tanto ler dados com uma caneta digital quanto mostrar coisas na tela.

Os dispositivos de saída traduzem o que o computador faz de maneira que os humanos entendam. Os monitores mostram imagens e vídeos. E as impressoras imprimem essas coisas em papel. Os alto-falantes tocam músicas, fazendo a experiência ser mais completa.

Então, todos esses dispositivos são essenciais para usar bem a tecnologia. Eles fazem a ponte entre o que queremos fazer e o que o computador mostra ou entende. Juntos, esses aparelhos melhoram muito o nosso uso diário do computador.

As Abstrações e Interfaces entre Hardware e Software

As abstrações são essenciais para o contato entre programadores e arquitetos de computador. Uma abstração chave é a ISA, que liga hardware e software. Ela diz as instruções que um computador pode entender e seguir.

O software como sistemas operacionais usa essa interface. Ele faz um meio campo entre o que um programador escreve e como o computador entende. Assim, os sistemas operacionais ajudam a lidar com a memória e dispositivos.

Para traduzir o que foi escrito, temos os compiladores. Eles traduzem códigos mais fáceis para nós, humanos, entendermos, em códigos que a máquina entende. Isso tudo para facilitar o uso do computador.

A linguagem assembly traduz muito bem o que queremos do computador para a máquina. Permite que programadores vejam de perto o que o processador fará. Assim, eles podem escrever programas diretos e mais fáceis de entender para o computador.

As abstrações vêm em diferentes níveis, desde o mais básico até o mais alto, como aplicativos. Cada nível faz uma parte importante na comunicação com o computador.

A relação entre software e hardware melhorou com o tempo, gerando ISAs mais fáceis de entender e usar. Isso trouxe melhorias no desempenho e flexibilidade dos programas que fazemos. Hoje em dia, é difícil separar o que é hardware do que é software, pois muitas funções de software agora são feitas pelo hardware.

Em suma, as abstrações facilitam o desenvolvimento de sistemas de computador. Elas ajudam a tornar mais claras para o computador as instruções diferentes de linguagens de programação. Assim, programadores conseguem trabalhar em um nível mais alto, enquanto o hardware faz a tradução para o mundo físico.

A Importância da Arquitetura de Computadores

Conhecer a arquitetura de computadores é ótimo para programadores. Isso ajuda a entender como os programas funcionam. Também ajuda na hora de escolher como fazer o design dos programas.

Entender o funcionamento de um computador é crucial. Isso vai desde entender a programação até saber como os hardwares internos trabalham. Assim, os programadores podem fazer programas melhores e mais eficientes.

A tecnologia dos computadores mudou ao longo dos anos. E essas mudanças incluem coisas como qual CPU usar e quanto de memória é necessária. A arquitetura dos computadores tem um grande papel nisso e afeta o sistema todo.

Ao criar programas, pensar na arquitetura da CPU é essencial. As CPUs podem ser de tipos diferentes, como RISC ou CISC. Saber escolher a certa influencia na eficácia do software.

A arquitetura de computadores envolve vários aspectos. Inclui organizar as partes do computador como memória e placas. Tudo é feito pensando em ter o melhor desempenho possível.

“A arquitetura de computadores define os parâmetros para a organização dos componentes do computador, permitindo um melhor desempenho e capacidade de processamento, especialmente importante para jogos e aplicações que demandam componentes avançados.” – Fulano de Tal

Para programadores, é vital entender a arquitetura dos computadores. Isso ajuda a fazer programas que usam bem os recursos. Assim, os programas rodam mais rápido e sem problemas.

No mundo da programação, escolher as melhores ferramentas é importante. A arquitetura de computadores influencia quais linguagens e programas utilizar. Por isso, é bom saber sobre essas novidades tecnológicas.

Arquiteturas Específicas e Divisão do Computador

Um computador é dividido em quatro partes principais. São elas: o processador, a memória RAM, os circuitos de E/S e os softwares. Cada um tem um papel chave no funcionamento do computador.

A arquitetura de computadores organiza essas partes do computador. Isso faz o sistema todo funcionar de maneira mais eficiente.

Para os programadores, entender sobre a arquitetura dos computadores é chave. Isso os ajuda a criar programas melhores. Mostra ainda como o software e o hardware se relacionam, melhorando os programas.

O Funcionamento do Computador em Uma Perspectiva Simplista

Um computador foi dividido em duas partes principais: o software e o hardware. O software é feito de programas criados por programadores. São escritos em linguagens de programação. O hardware são as partes físicas do computador.

O software fala com o hardware por meio de compiladores e sistemas operacionais. Compiladores transformam as ordens do software em palavras que o hardware entende. Isso faz o programa funcionar. Sistemas operacionais criam um jeito seguro para diferentes programas usarem o computador.

Esses jeitos de comunicação são muito importantes para o computador funcionar bem. Os programas se transformam em algo que o hardware consegue entender. As tarefas são feitas assim. O sistema operacional cuida dos recursos e esconde o que é muito complexo. Assim, os programadores podem focar em criar programas bons.

Além da conexão entre software e hardware, as APIs também são essenciais. APIs ajudam diferentes partes do computador a se conectarem. Elas oferecem funções prontas para os programadores usaram em seus programas facilmente.

Entender como um computador funciona simplesmente significa ver como software e hardware se relacionam. E perceber que compiladores, sistemas operacionais e APIs ajudam muito. Eles garantem que os programas funcionem direito. Assim, os programadores podem fazer programas bons e as pessoas usam eles sem problemas.

A Importância dos Componentes de um Computador

Cada parte de um computador tem sua função no seu bom funcionamento. Todos trabalham juntos para fazer o computador realizar suas tarefas. Vamos falar sobre os principais componentes e o que eles fazem.

Dispositivos de Input/Output (Entrada/Saída)

Os dispositivos de entrada e saída conectam você ao computador. Eles incluem teclado, mouse, tela e impressora. Esses equipamentos permitem que você envie dados e veja o que o computador mostra. Seja para digitar, clicar ou ver informações na tela, eles são essenciais.

Memória

A memória armazena temporariamente as informações que o computador precisa. A memória RAM é usada para isso. Ela guarda dados mas perde tudo quando o computador desliga. Por isso, precisa estar sempre ligada. A RAM ajuda o computador a ser mais rápido.

Datapath e Controle

O datapath faz as contas e operações no computador. O controle guia essas operações. Juntos, eles garantem que os programas funcionem bem. O datapath faz operações matemáticas. Já o controle gerencia o que o computador deve fazer com esses cálculos.

Processadores

Os processadores são como o cérebro do computador. Eles executam comandos e fazem cálculos complexos. Processadores modernos têm muitos transistores. Esses transistores funcionam como interruptores rápidos, permitindo ao processador funcionar bem.

Atualmente, a Intel e a AMD são as principais marcas de processadores. Elas sempre inovam e melhoram para dar mais desempenho aos computadores.

A imagem abaixo destaca a importância dos componentes de um computador:

Entender como cada parte do computador funciona é importante. Todos os componentes trabalham juntos para que o computador faça tudo que você precisa.

A Relação entre a ISA e a Linguagem Assembly

A ISA diz as instruções que um computador segue. Isso inclui somar números e ler dados de discos. Para programadores, a linguagem assembly torna essas instruções humanamente compreensíveis. É uma forma de falar com o computador que se parece com a linguagem de máquina.

Programadores usam a linguagem assembly para escrever códigos mais perto do que o computador entende. Isso deixa o programa mais eficiente para certas tarefas. Assim, podem controlar melhor como o computador faz as coisas.

A linguagem assembly usa “palavras-chave” para dizer ao computador o que fazer. Se quisessem adicionar números, escreveriam “ADD”. O computador depois traduz isso para sua própria linguagem. Para colocar muito simples, é como ensinar a máquina a fazer algo direto, sem muitos rodeios.

Embora a assembly permita mais controle, é mais difícil que outras linguagens comuns. Quem programa assim precisa entender muito sobre como o computador funciona. Mas, saber assembly ajuda a fazer programas que funcionam melhor com o computador.

Cada tipo de computador tem suas próprias regras, sua própria linguagem de máquina. Então, um código feito para um tipo de computador não roda em outro. Isso mostra como a assembly está ligada diretamente ao computador que a entende.

Mas entender bem sobre como a ISA e a assembly se conectam é útil. Isso porque ajuda os programadores a tirar mais proveito do computador. Escrevendo programas dessa forma, eles podem fazer coisas difíceis de forma rápida e precisa.

O Funcionamento Interno do Processador

O processador é o cérebro do computador. Ele executa todas as tarefas. Para fazer isso, usa várias sub-máquinas trabalhando juntas. Essas máquinas processam as instruções de forma rápida.

Registradores

Os registradores são muito importantes. São pequenas partes que guardam dados temporariamente. Isso ajuda nas operações feitas pelo computador.

ALU (Arithmetic Logic Unit)

A ALU faz contas e verificações. Ela soma, subtrai, multiplica e divide. Também faz comparações e operações lógicas. Assim, garante que seu computador faça tudo certo quando você dá uma ordem.

Unidade de Controle

A unidade de controle lê as ordens que você passa. Ela decide o que o processador deve fazer. Isso mantém tudo seguindo a ordem certa.

O processador funciona sem parar. Ele busca, lê, e executa as ordens dos programas. Usa muitos transistores, circuitos e algoritmos para processar dados rápido. Cada ciclo dele é cheio de operações que tornam tudo possível.

Entender como o processador funciona é essencial. Ajuda a saber como usar o computador melhor. E também a escolher o processador certo, baseado no que você precisa.

Cada geração de processadores é mais rápida. Hoje, temos processadores com bilhões de transistores. Eles são do tamanho de um átomo. Assim, fazem coisas incríveis, como editar vídeos e jogar.

Em resumo, o processador trabalha com várias partes para fazer seu computador funcionar bem. Cada uma tem uma função importante. Saber disso tudo é a chave para melhorar seu computador.

A Importância da Memória RAM e dos Dispositivos de Entrada e Saída

A memória RAM é vital para o seu computador funcionar bem. Ela guarda informações temporariamente para as tarefas do dia a dia. Isso faz com que o sistema seja mais ágil.

Imaginando um escritório, a RAM seria a sua mesa. Uma mesa grande permite ter mais documentos à vista. Isso ajuda a fazer o trabalho mais rápido. De igual modo, mais RAM no computador significa poder fazer várias coisas ao mesmo tempo, sem problemas.

Os dispositivos de entrada e saída ajudam na nossa relação com o computador. Permitem que você escreva e veja o que o computador faz. Usamos teclado e mouse para escrever. Monitores e impressoras mostram o que foi feito.

No exemplo do escritório, esses dispositivos seriam como o modo de falar com o mundo. Teclado e mouse para escrever são como telefone e e-mail. Monitor e impressora são para mostrar e compartilhar o que é importante.

Ter uma boa RAM e dispositivos de entrada e saída é crucial. Eles fazem o seu computador funcionar bem. Isso ajuda você a usar o computador sem problemas e de maneira produtiva.

“A memória RAM é como a mesa de trabalho de um escritório, enquanto os dispositivos de entrada e saída são os meios de comunicação entre você e o mundo externo.”

Quando for comprar um computador ou atualizar o seu, lembre-se da importância da RAM e dos dispositivos de entrada e saída. Eles podem melhorar muito a forma como você usa o computador.

Aumente a eficiência do seu computador:

Para deixar seu computador melhor, pense em mais RAM. Isso deixa o computador mais rápido e diminui o tempo de espera. E escolher dispositivos de entrada e saída bons faz tudo funcionar melhor.

• Considere a memória RAM com maior capacidade e frequência para obter um desempenho superior.
• Escolha teclados e mouses ergonômicos e responsivos para uma experiência de digitação e navegação mais confortável.
• Invista em monitores de alta resolução para imagens nítidas e cores vibrantes.
• Opte por impressoras de qualidade para produzir documentos de forma eficiente e com excelente qualidade.

Investir na memória RAM e em dispositivos de entrada e saída é crucial. Isso deixa o computador mais rápido e melhora a experiência de uso.

Conclusão

A arquitetura de computadores é um campo de estudo muito interessante. Ele vai de ideias abstratas, como criar softwares, a detalhes reais, como partes de um computador. Todo programador precisa saber o básico sobre como um computador opera, mesmo que não aprendam todos os detalhes técnicos.

Entender arquitetura de computadores ajuda a criar softwares melhores. Isso ocorre pois sabemos como os computadores funcionam. Assim, conseguimos fazer programas que atendem as necessidades das máquinas. Ela também afeta diretamente a velocidade dos programas, mostrando a importância dela para a área.

Para programadores, saber sobre arquitetura de computadores é super útil em vários campos. Ajuda a melhorar o desempenho dos softwares. Conhecendo as partes do computador, as formas de programar e as instruções de uso, eles fazem melhores escolhas. No geral, esse conhecimento é chave na carreira de quem trabalha com tecnologia da informação.

Links de Fontes

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• https://dev.to/erick_tmr/como-um-computador-funciona-4me9
• https://razor.com.br/blog/geral/como-funciona-um-computador/
• https://edu.gcfglobal.org/pt/informatica-basica/o-que-ha-dentro-do-computador/1/
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• https://blog.2amgaming.com/2018/12/o-que-e-fonte-de-energia-do-pc/
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• https://tecnoblog.net/responde/o-que-e-cpu-unidade-central-de-processamento/