Falar sobre mouses e teclados pode soar básico demais, mas aproveitando que este é precisamente um tutorial para iniciantes, vamos a algumas apresentações rápidas. O mouse foi inventado na década de 60, mas se tornou popular apenas a partir de 1984, com o lançamento do Apple Macintosh, que foi a primeira plataforma a oferecer um sistema operacional com interface gráfica a um preço acessível. Nos PCs, o mouse se tornou comum apenas a partir dos micros 386 com o Windows 3.x, mais de 6 anos depois.
Apesar da importância, o mouse é um dispositivo bastante simples, que detecta os movimentos e envia coordenadas que são usadas pelo sistema operacional para calcular a posição do cursor.
Os primeiros mouses eram baseados em sistemas mecânicos. O mais usado foi o sistema opto-mecânico, encontrado nos mouses de bolinha, onde a bola emborrachada move dois eixos, que monitoram os movimentos nos eixos X e Y:
Mouse mecânico e o detalhe do disco na ponta do eixo
Cada eixo é conectado a um disco com pequenos furos, o que permite que o movimento seja lido usando um par de leds infravermelhos e sensores. Conforme o mouse é
movido, os discos giram, interrompendo a passagem da luz por curtos períodos e
criando pulsos que são contabilizados pelo controlador. A partir daí, fica fácil calcular a distância percorrida em cada direção.
Essa é uma tecnologia da década de 80, que é simples e barata, mas ao mesmo tempo pouco precisa e propensa ao acúmulo de sujeira, que torna necessário abrir e limpar o mouse periodicamente.
Os mouses mecânicos são muito simples de se produzir e muito baratos, por isso continuam a ser fabricados, resistindo à passagem do tempo. Eles podem ser utilizáveis se você usa resoluções de tela baixas, mas o baixo número de leituras faz com que você precise reduzir muito a velocidade do cursor para manter um nível mínimo de precisão em resoluções mais altas.
A resposta para estas limitações veio em 1999 com a introdução dos mouses ópticos. Neles, a parte mecânica é substituída por um pequeno sensor CMOS (similar ao usado em câmeras), que tira fotos da superfície sob o mouse. As capturas são sincronizadas com a emissão de feixes de luz por um LED vermelho (ou um laser no caso de alguns modelos recentes) que ilumina a superfície, como o flash de uma câmera:
O sensor possui uma resolução muito baixa (apenas 18x18 ou 30x30 pixels) mas em compensação trabalha a uma enorme velocidade, com uma taxa de captura de 1500 a 6400 frames por segundo de acordo com o modelo.
As fotos são processadas por um chip DSP (um processador de sinais), que detecta o movimento comparando os quadros. O movimento é calculado com uma boa precisão com base em pontos de referência (como grãos de poeira ou detalhes coloridos no mousepad), que são escolhidos automaticamente pelo controlador. Nas duas capturas a seguir, por exemplo, o controlador se orientaria pelos riscos à esquerda e pela posição do "2":
Exemplos de quadros capturados pelo sensor
Todo o sistema é baseado na reflexão da luz (que precisa ser capturada pela câmera) e na existência de irregularidades na superfície. É por isso que os mouses ópticos
funcionam melhor em mousepads de tecido (especialmente os de cor escura) ou em superfícies foscas e não funcionam muito bem em superfícies transparentes ou muito brilhantes.
Continuando, temos a questão das interfaces. Os primeiros mouses usados em micros PC utilizavam portas seriais. A IBM introduziu a porta PS/2 em 1987 (junto com a linha de PCs do mesmo nome) mas elas só se tornaram predominantes por volta de 1999, com a popularização das placas-mãe ATX.
Com a popularização dos mouses ópticos, o uso da porta USB passou a ser mais
comum, pois ela é capaz de fornecer mais energia e oferece mais banda, o que permite o uso de taxas de atualização mais altas.
Portas PS/2, USB e seriais em uma placa antiga da ECS
Existem adaptadores para ligar mouses USB em portas PS/2, mas eles não funcionam em todos os modelos, pois é necessário que o mouse suporte o protocolo e seja capaz de trabalhar dentro das especificações elétricas da porta PS/2. Existem também
adaptadores PS/2 > USB, mas eles raramente funcionam, pois poucos mouses PS/2 suportam o protocolo USB.
Concluindo, existem também adaptadores para conectar um mouse PS/2 e um teclado mini-DIM em uma porta USB. Eles incluem um controlador que capta os sinais e os modula dentro do protocolo HID, que é o mesmo usado pelos teclados e mouses USB. Eles são automaticamente detectados pelos sistemas operacionais atuais, mas é comum que as teclas especiais do teclado não funcionem, devido às limitações do controlador.
Adaptador USB > PS/2 e o adaptador HID para teclado e mouse Fios são sempre uma forma confiável de transportar informações, mas eles são
incômodos no caso dos mouses (especialmente se você usar um notebook) o que levou ao florescimento dos mouses sem fio. Os primeiros modelos utilizavam infravermelho (o mesmo sistema usado em controles remotos) e possuíam várias limitações, como a necessidade de existir linha visada entre o transmissor no mouse e a base receptora, a baixa taxa de atualização e o pequeno alcance.
Felizmente, eles foram rapidamente substituídos pelos mouses RF (que utilizam sinais de rádio) e pelos mouses bluetooth, que estão se tornando populares entre usuários de notebooks. Um dos grandes motivos é que hoje em dia a maioria dos modelos trazem transmissores bluetooth integrados, o que permite usar o mouse diretamente, sem precisar do transmissor pendurado na porta USB.
Os mouses RF utilizam um botão de sincronismo, que é usado para ativar a comunicação com o receptor da primeira vez que o mouse é ligado e também para trocar o canal de comunicação manualmente em caso de interferência. No caso dos mouses bluetooth, existe também um código PIN (quase sempre alto básico como 1111 ou 1234) que precisa ser especificado ao fazer o pareamento com o PC.
Comparados com os mouses, os teclados são dispositivos incrivelmente simples, que pouco mudaram da década de 80 para cá. A tecnologia mais usada é a dome-switch, que consiste no uso de duas folhas plásticas com trilhas impressas e domos de borracha. Dependendo do modelo, podem ser usados domos separados para cada tecla (o mais comum) como no teclado da foto, ou uma membrana inteiriça com os domos para todas as teclas, mas o resultado é o mesmo.
Quando as teclas são pressionadas, um pino no centro do domo pressiona a junção de contatos referente à tecla, fechando o contato. Um controlador simples registra o pressionamento das teclas e faz a interface com o restante do PC.
Os primeiros teclados utilizavam o conector DIM, que continuou em uso até a época dos micros K6-2 com gabinete AT. Com a popularização das placas-mãe ATX, eles finalmente deram lugar aos teclados atuais, com conectores mini-DIM (o encaixe é o mesmo usado pela porta PS/2 do mouse). Embora a pinagem seja a mesma, o mini-DIM é muito menor, o que economiza espaço no painel e oferece um visual menos
retrógrado. Na placa-mãe, o conector do teclado é lilás, enquanto o do mouse é verde. Mais recentemente temos tido a popularização dos teclados USB, que seguem a
tendência entre os fabricantes no sentido de reduzir (e eventualmente eliminar) o uso de interfaces de legado, uma lista que inclui também as portas seriais e paralelas, portas IDE, porta do drive de disquetes e slots PCI. Isso tem feito com que cada vez mais placas novas adotem o uso de um único conector PS/2 híbrido para o teclado e mouse (ele é metade lilás e metade verde), presumindo que você usará ou um mouse ou um teclado USB:
Diferente dos mouses ópticos, que se beneficiam da melhor taxa de transferência do USB, no caso dos teclados as vantagens estão mais ligadas a fatores práticos, como a possibilidade de usar o mesmo teclado no PC e no notebook. Inicialmente os teclados USB eram mal-vistos, pois muitas placas-mãe não detectavam o teclado durante o boot (o que impedia que você o utilizasse para configurar as opções do setup); mas, com o tempo, as arestas foram aparadas e o suporte a eles se tornou transparente.
Introdução
O componente mais importante de qualquer PC não é o processador e nem mesmo o HD, mas sim a placa-mãe, que é a responsável pelos barramentos e toda a comunicação entre os componentes. Se um PC fosse um organismo vivo, o processador, memória e HD formariam as diferentes áreas do cérebro, enquanto a placa-mãe seria todo o resto do corpo, incluindo os órgãos vitais.
Devido à enorme quantidade de chips, trilhas, capacitores e encaixes, a placa-mãe também é o componente que, de uma forma geral, mais dá defeitos. É comum que um slot PCI pare de funcionar (embora os outros continuem normais), que instalar um módulo de memória no segundo soquete faça o micro passar a travar (embora o mesmo módulo funcione perfeitamente no primeiro) e assim por diante.
A maior parte dos problemas de instabilidade e travamentos são causados por
problemas diversos na placa-mãe, por isso ela é o componente que deve ser escolhido com mais cuidado. Em geral, vale mais a pena investir numa boa placa-mãe e
economizar nos demais componentes, do que o contrário.
A qualidade da placa-mãe é de longe mais importante do que o desempenho do processador. Você talvez nem perceba uma diferença de 20% no clock do processador em atividades do dia a dia, mas com certeza vai perceber se o seu micro começar a travar ou se a placa de vídeo onboard não tiver um bom suporte no Linux, por exemplo. Ao montar um PC de baixo custo, economize primeiro no processador, depois na placa de vídeo, som e outros periféricos. Deixe a placa-mãe por último no corte de despesas.
Antigamente existia a polêmica entre as placas com ou sem componentes onboard, mas hoje em dia isso não existe mais, pois todas as placas vêm com som e rede onboard. Apenas alguns modelos não trazem vídeo onboard, atendendo ao público que vai usar uma placa 3D dedicada e prefere uma placa-mãe mais barata, ou com mais slots de expansão, do que com o chipset de vídeo onboard que de qualquer forma não vai usar. Essa mesma tendência tem se demonstrado também nos chipsets. Dentro da linha da Intel, por exemplo, os chipsets das linhas "X" (como o X48 e o X58) e "P" (como o P45 Express e o P55 Express) que são os modelos destinados a estações de trabalho e PCs de alto desempenho, não possuem vídeo onboard, que é incluído apenas nos chipsets da linha "G" (como o G35 e o G45) que são destinados a PCs de baixo custo.
A principal característica em qualquer placa-mãe é o soquete usado, que determina com quais processadores ela é compatível. Você não pode instalar um Athlon 64 soquete 754 em uma placa AM2+ ou AM3 atual, nem muito menos encaixar um Phenom II em uma placa LGA-775 para processadores Intel.
Entretanto, o soquete é apenas a ponta do iceberg, consequência de outras diferenças estruturais, tais como o chipset e outros componentes usados. Uma nova geração de processadores exige quase sempre uma nova geração de placas, com novos chipsets, novos layouts de trilhas e novos soquetes.
Em seguida temos o conjunto de conectores oferecidos pela placa, que determinam as possibilidades de expansão e fornecem uma ideia geral sobre o segmento à que a placa se destina. Placas mais caras oferecem quase sempre um conjunto mais completo de interfaces, com dois ou três slots PCI Express x16 (para o uso do CrossFire ou SLI), com mais portas SATA e USB, enquanto placas de baixo custo oferecem um único slot x16 e um número menor de interfaces.
Placas antigas não possuem slots PCI Express nem portas SATA, oferecendo no lugar um slot AGP para a conexão da placa de vídeo e duas ou quatro portas IDE para a instalação dos HDs e drives ópticos. Temos ainda soquetes para a instalação dos
módulos de memória, o soquete do processador, o conector para a fonte de alimentação e o painel traseiro, que agrupa os encaixes dos periféricos onboard, incluindo o conector VGA ou DVI do vídeo, conectores de som, conector da rede e as portas USB:
Placa LGA775
O número de slots de memória, multiplicado pela capacidade máxima por módulo suportada pelo chipset, determina o máximo de memória suportada pela placa. Uma placa com apenas dois slots, cujo chipset suporta módulos de até 4 GB, por exemplo, suporta um máximo de 8 GB. Placas antigas (sobretudo as com chipsets Intel) tendem a suportar pouca memória, o que limita bastante as possibilidades de uso. Um bom exemplo eram as placas para Pentium III baseadas no chipset i815, que suportavam apenas 512 MB.
Barramentos
Assim como os demais componentes, os barramentos evoluíram de forma expressiva durante as últimas décadas, passando do ISA e das portas seriais, aos slots PCI Express e portas USB 2.0, que utilizamos atualmente. Não poderia ser diferente, pois o uso de um barramento lento cria um gargalo, que limita o desempenho dos componentes ligados a ele. Vamos então a um pequeno resumo sobre os barramentos usados atualmente:
PCI: O PCI é o arroz com feijão em termos de placas de expansão. Ele surgiu em 1992 como um substituto para os antigos ISA e VLB e continua sendo usado desde então. O PCI funciona bem em conjunto com periféricos lentos, como placas de som, modems, placas de rede de 100 megabits e placas de TV, mas ele há muito deixou de ser um barramento utilizável para placas 3D e outros periféricos rápidos.
AGP: O AGP foi a primeira solução para as baixas taxas de transferência do PCI. Ele era um barramento dedicado para a placa de vídeo, que oferecia taxas de transferência de até 2133 MB/s (no AGP 8x), o que era mais do que suficiente para as placas da época. Entretanto, ele possuía as limitações de permitir o uso de uma única placa de vídeo (para usar duas placas você precisava de uma placa PCI) e de não permitir a conexão de outros tipos de periféricos.
PCI Express: O PCI Express é o sucessor do PCI e, ao mesmo tempo, o substituto do AGP. A grande diferença entre o PCI Express e os dois antecessores é o fato de que ele é um barramento serial, onde os bits são transferidos um de cada vez, porém em grande velocidade.
Por estranho que possa parecer, isso permite que ele seja capaz de atingir taxas de transferência muito mais altas que o PCI ou o AGP (que são barramentos paralelos), compensando a menor largura com uma frequência muito mais alta.
Cada linha PCI Express oferece um barramento de 250 MB/s bidirecional (ou seja, 250 MB/s em cada sentido) e os slots PCI Express vão do x1 ao x16, de acordo com o número de linhas utilizadas. Com isso, os slots x1 (os menores, utilizados por
periféricos de uso geral) oferecem um barramento de 250 MB/s, os slots x4 oferecem 1 GB/s e os slots x16 (usados pelas placas de vídeo) oferecem 4 GB/s.
Apesar da diferença na velocidade, os slots PCI Express são eletricamente compatíveis, o que permite que você espete uma placa x1 ou x4 em um slot x16 (ela vai usar apenas os primeiros contatos do slot, deixando as outras linhas de dados sem uso). Existem também casos de placas com slots x4 abertos, que permitem a instalação de uma placa de vídeo x16 (para o uso de duas placas em SLI ou CrossFire). Nesse caso o
desempenho será menor (já que a placa passará a dispor de apenas 4 linhas de dados), mas também funciona perfeitamente.
Mais recentemente estamos assistindo à popularização do PCI Express 2.0, que mantém os mesmos slots e preserva a compatibilidade com as placas antigas, porém dobra a taxa de transferência, oferecendo 500 MB/s por linha. Com isso, um slot PCI Express 2.0 oferece 8 GB/s de banda em cada direção.
USB: As portas USB surgiram como substitutas das antigas portas seriais e paralelas e rapidamente se tornaram o padrão para a conexão de todo o tipo de periférico externo. O padrão USB original oferecia um barramento de apenas 12 megabits, mas ele foi logo substituído pelo USB 2.0, que elevou a taxa para 480 megabits. Atualmente estamos assistindo à migração para o USB 3.0, que eleva a taxa para 4.8 gigabits, atendendo a HDs e outros periféricos rápidos.
Acompanhando o crescimento da popularidade, as placas passaram a oferecer um número cada vez maior de portas. As primeiras ofereciam apenas duas ou quatro portas,
enquanto placas atuais oferecem 12 portas ou mais. Além das portas disponíveis no painel traseiro, estão quase sempre disponíveis mais 4 portas através dos conectores no corpo da placa, que permitem a conexão das portas na frente do gabinete, ou de
periféricos internos, como leitores de cartões.
SATA: O SATA é o padrão atual para a conexão de HDs, oferecendo uma taxa de transferência de 300 MB/s (3.000 megabits) no SATA 300. Embora os HDs mecânicos ainda trabalhem com taxas de transferência muito mais baixas (na faixa dos 100 a 150 MB/s) os 300 MB/s já são um limitante para muitos SSDs, que são capazes de oferecer taxas de leitura mais altas. Isso tem apressado a adoção do SATA 600, que dobra a taxa de transferência, mantendo a compatibilidade com o padrão antigo.
Assim como no caso do PCI Express, o SATA é um barramento serial, o que explica o fato de o conector ser tão pequeno. O conector IDE utiliza um total de 80 pinos (40 para dados, 39 de aterramento e mais um pino adicional de verificação) mas a velocidade de transmissão é muito mais baixa (apenas 133 MB/s), já que a interferência entre os pinos e a dificuldade em manter a sincronização dos sinais faz com que o controlador precise operar a frequências muito mais baixas.
IDE/PATA: Apesar do avanço do SATA, quase todas as placas-mãe continuam oferecendo uma interface IDE (ou PATA, de "Parallel ATA") solitária, que pode ser usada pelo drive óptico e um eventual HD IDE herdado de um PC antigo. Conforme os drives ópticos em versão SATA se tornem mais populares, a tendência é que a porta IDE se torne cada vez mais rara.
eSATA: O eSATA é uma versão externa do SATA, destinada à conexão de HDs externos. A porta permite a conexão de qualquer HD, mas ela não transmite energia, o que torna necessário usar uma fonte externa.
Devido à falta de espaço no painel traseiro, muitos fabricantes estão adotando o uso de conectores híbridos, que incluiem os pinos da porta eSATA na face superior e os 4 pinos da porta USB na face inferior, permitindo a conexão de ambos os tipos de periféricos: