Escritos
B. Piropo
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09/09/1996

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< Freqüência e Período >


Tudo o que ocorre no interior de nossas máquinas é regulado pelo ritmo inexorável do cristal interno. Um ritmo que, nas máquinas modernas, é subdividido em múltiplos de um ritmo básico através de circuitos divisores de freqüência. Assim, o microprocessador, ou CPU, funciona em um certo ritmo enquanto as trocas de dados com a memória se dá em um ritmo mais lento e as trocas de informações com os dispositivos conectados aos diversos slots ocorre em um ritmo ainda mais lento. E já que falamos em ritmo, é bom termos uma idéia da escala de tempos com que vamos lidar. Para o que precisamos definir duas grandezas básicas: freqüência e período.

Freqüência é o número de vezes em que um acontecimento se repete ao longo de um tempo determinado. E período é o tempo transcorrido entre duas ocorrências sucessivas do referido acontecimento. O período é sempre o inverso da freqüência. Pode-se então determinar a freqüência e o período de qualquer acontecimento que se repita com regularidade. Por exemplo: em "Dona Flor e Seus Dois Maridos", mestre Jorge Amado conta que Teodoro Madureira e Dona Flor faziam amor "regularmente às terças e sábados, aos sábados com direito a bis". Como o organizado Teodoro adotou a semana como unidade de tempo, a unidade de freqüência passa a ser "uma vez por semana". Desprezando o bis dos sábados, a freqüência do acontecimento em questão seria então de duas vezes por semana, ou 2. E seu período o inverso de 2, ou seja, 1/2 - que, para tristeza de Dona Flor, correspondia a meia semana.

Evidentemente o ritmo do sisudo farmacêutico seria inaceitavelmente lento para nossas máquinas, que estão muito mais para Vadinho que para Teodoro. Então, para medir suas freqüências, adotaremos como unidade de tempo o segundo. A unidade de freqüência será então "uma ocorrência por segundo", cujo nome é "Hertz" e a abreviação Hz. Seus principais múltiplos são o quilohertz (KHz, ou mil ocorrências por segundo) e o megahertz (MHz, ou um milhão de ocorrências por segundo). As freqüências de nossos micros são medidas em MHz. Como vimos lá em cima, há diversas. Por exemplo: em uma máquina que use um poderoso Pentium 200, a CPU oscila obedecendo à "freqüência interna da CPU", que é de 198MHz (e não 200MHz, como o nome indica). Já as trocas de dados com a memória ocorrem na "freqüência externa da CPU", que no caso particular do Pentium 200 é exatamente um terço da interna, ou 66MHz (entendeu agora o porquê do 198?). É justamente esta freqüência externa que nos interessa, já que os "ciclos de máquina" são determinados por seu ritmo. Então vamos lá: qual é o período de (ou seja, quanto tempo dura) um ciclo de máquina em um micro cuja freqüência externa da CPU seja 66MHz?

Ora, fácil: se há 66 milhões de ciclos por segundo, basta dividir um segundo por 66 milhões para obter o período, ou a duração de cada ciclo. O resultado é 0,000000015, ou quinze bilionésimos de segundo. No sistema decimal, o submúltiplo que representa um milésimo da unidade recebe o prefixo "mili", o que representa um milionésimo o prefixo "micro" e o que representa um bilionésimo o prefixo "nano". Um bilionésimo de segundo é então denominado "nanosegundo", cuja abreviação é ns. Um ciclo de máquina em um micro cuja freqüência externa da CPU é 66MHz dura, então,15 ns.

Quanto tempo isto representa? Para nós, humanos, é impossível avaliar. Quer ter uma idéia? Então veja lá: com que rapidez você consegue piscar? Quatro vezes por segundo? Cinco, talvez, se for um campeão de piscadelas. Pois bem: se você conseguir piscar cinco vezes por segundo, cada piscadela durará duzentos milhões de nanosegundos. Em uma máquina com freqüência externa da CPU de 66MHz isto seria suficiente para executar mais de treze milhões de ciclos de máquina.

Semana que vem veremos porque se usam diferentes freqüências em nossas máquinas e quais são os principais valores adotados para elas.

B. Piropo