Entendendo uma Arquitetura de um Video-Game - Parte I

Muito se fala sobre as especificações técnicas de um console. Dizemos que o Playstation 4 e o Xbox One possuem arquitetura x86 e o Wii U usa um processador RISC. Mas diga a verdade: você consegue compreender esses termos?

Quando digo compreender não estou falando de "traduzir siglas". Dizer que compreende o que é uma arquitetura RISC simplesmente por dizer que ela possui um Conjunto Reduzido de Instruções (Reduced Instruction Set Computer, daí a sigla) quer dizer apenas que você conhece o significado de siglas, mas não sabe o que elas, na prática, querem dizer.

Devido a minha formação muito voltada a hardware, fruto de quatro anos de engenharia elétrica com ênfase em eletrônica, esses conceitos não são tão nebulosos para mim. Para dizer a verdade eu consigo compreender muito melhor as coisas quando elas estão em nível de hardware do que em nível de software.

Com isso na cabeça resolvi elaborar uma série de artigos, com número indeterminado de partes, explicando sobre a Arquitetura de um Video-Game. Verão que não é tão complicado assim, e que os conceitos passados aqui, muito provavelmente ainda servirão por, no mínimo, duas ou três das gerações que venham a seguir. Alias a arquitetura básica está em pé desde de meados de 1940, com o surgimento dos primeiros computadores eletrônicos.

Não será uma tarefa fácil, mas tentarei explicar tudo de forma mais clara possível, e não usarei tantos jargões técnicos. Então vamos lá!


O Primeiro Conceito

O conceito básico para entender uma arquitetura de um videogame é:

Um Videogame é um Computador

Simples e pronto. Se você entende de arquitetura de computadores, automaticamente entende de arquitetura de videogames. Podem até parecer espanto para muitos, mas a constituição básica de um videogame é a mesma de um computador doméstico.

Antes de me crucificarem, vamos ver o conceito de um computador:

Um computador pode ser visto como um sistema formado por um conjunto estruturado de componentes, e sua função pode ser compreendida em termos das funções desses componentes - Stallings

Não entendeu nada, correto? Vamos explicar mais facilmente. Um Computador é qualquer coisa que pode fazer:

• Processamento de dados
  
• Armazenamento de dados
  
• Transferência de dados
  
• Controle das operações internas e de acesso a informação
  

Agora compreende melhor, correto? Isso facilmente é percebido em computadores domésticos. E os Videogames, onde entram nessa história? Pois bem, vamos ver o seguinte: quando o jogador aperta um botão no controle, e o jogo interpreta aquilo como um pulo, o videogame está fazendo um Processamento de Dado. Além disso é necessário armazenar a Pontuação do Jogo, e assim faz-se o Armazenamento de dados. A transferência de dados pode ser enxergada quando o console lê algo do cartucho ou do CD, pois ele está lendo algo de uma mídia física externa e colocado em seu interior. Por fim, quem comanda tudo isso, ou seja, o controle das operações internas e de acesso a informação é o processador em conjunto com um programa (no caso o jogo, que pode estar armazenado em cartucho, mídia ótica ou disco rígido).

Evidentemente isso foram apenas exemplos extremamente superficiais. A nível de programa todas essas funcionalidades são executadas, sem exceção de nenhuma.

Ou seja, provamos a primeira coisa: um videogame é um computador, porém vale destacar que nem todo computador é um videogame. Por exemplo, uma calculadora gráfica pode ser enxergada como um computador, porém ela não é um videogame, pois ela não roda jogos.
Então, de forma geral, um videogame pode ser definido como:

Um Videogame é um Computador, porém é um Computador dedicado a Jogos

Dado que sabemos que um Videogame é um Computador, vamos estuda-lo como tal. Vamos ver o diagrama funcional de um computador.


Diagrama Funcional de um Computador (ou Videogame)

Um computador tem as seguintes unidades fundamentais:

• Unidade de Entrada e de Saída
  
• Unidade Central de Processamento
  
• Unidade de Memória
  

Um Videogame, claro, não difere em nada disso, e apresenta as mesmas unidades. Um diagrama está mostrado abaixo, indicando cada unidade:


Em um videogame podemos listar como exemplo de função de cada unidade:

• Unidade de Entrada e de Saída: Por exemplo, é a unidade responsável por ler os comandos do Joystick (Entrada) ou de mostrar algo na televisão (Saída);
  
• Unidade Central de Processamento: O Próprio Processador do console, parte fundamental para a funcionalidade do console. Ele é o responsável por executar as instruções do jogo e controlar tudo que ocorre no decorrer da execução do jogo.
  
• Unidade de Memória: Aqui entram as famosas memórias RAM, ROM, Cartucho de Console, Mídia Física e Disco Rígido. É onde estão armazenado dados ou o jogo propriamente dito.
  

A nível de processador não existe diferença entre executar um jogo ou um programa, visto que todo jogo é encarado como um programa pelo processador. Desta forma, a partir de agora, falaremos de jogo e programa sem distinção nenhuma.


Então afinal, como analisar um Hardware de um Videogame?

Analise o Hardware de um Videogame consiste em analisar cada uma de suas unidades funcionais, ou seja a Unidade de Entrada e de Saída, Unidade Central de Processamento e Unidade de Memória. De forma geral o que define o quão poderoso é um console é sua Unidade Central de Processamento e alguns aspectos da Unidade de Memória. Na Unidade Central de Processamento reside, principalmente, o Processador, que define de forma substancial o console. Quanto melhor e mais avançado o Processador, melhor e mais avançado vai ser o console.

Bem, creio que já falamos muito por hoje. Na próxima parte analisaremos considerações básicas sobre processadores. Então não percam!