HARDWARE. Prof. Ricardo Beck Página 1 de 33

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Prof. RicardoBeck www.profricardobeck.com.br Página 1 de 33 HARDWARE Conceitos iniciais ... 2 Sistemas de numeração: ... 2 Sistema binário ... 2 Hardware e software ... 5 Tipos de computadores ... 5 Componentes do computador ... 8 O processador ... 8 Arquiteturas de processadores ... 10 Barramentos externos ... 13 Memória RAM ... 17 Memória cache ... 18 Memória ROM ... 19

Proteção contra gravação ... 21

Formatação de disco ... 22

Tipos de mídias ... 23

Outros dispositivos de armazenamento ... 26

Periféricos de entrada e saída (E/S) ... 27

Entrada ... 28

Saída ... 28

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CONCEITOS INICIAIS DE HARDWARE

Conceitos iniciais

Sistemas de numeração:

• decimal; • binário; • octal; • hexadecimal.

Sistema binário

Esse sistema de numeração é muito cobrado em concursos, portanto, fique atento. É um sistema bi-estável, ou seja, assume apenas duas situações e é representado por dois símbolos, 0 e 1.

Pode assumir apenas dois estados, por exemplo, ligado e desligado, verdadeiro e falso e assim por diante.

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Como os dados nos computadores se apresentam na forma digital utilizaremos muito esse sistema. Imagine sua conexão com a internet, normalmente as velocidades são apresentadas em bits por segundo.

A menor unidade de dado em informática é o bit (binary digit), que pode ser representado por 0 ou 1. Podemos encontrar em dispositivos, como placas de rede e modems, referências em bits por segundo.

Para chegarmos a essa unidade, precisamos conhecer uma referência importantíssima, o conjunto de oito bits forma um byte.

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Porém, como acontece no sistema decimal, precisamos utilizar algumas referências para representar milhares, milhões e até bilhões de dados, mas não podemos esquecer que estamos no sistema de numeração binário.

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Hardware e software

Hardware

É toda parte mecânica do computador, a parte concreta, composta por componentes como placas, impressora, monitor, ou seja, tudo que é palpável.

Software

É o “pensamento” do computador, é abstrato ao usuário, porém, fundamental ao funcionamento do computador. Exemplos de software são programas como sistemas operacionais (Microsoft Windows XP), editores de texto (Microsoft Word) e arquivos provenientes desses softwares, como músicas.

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Em concursos públicos, para as vagas em agências bancárias, é importante conhecer um tipo específico de computador, o mainframe.

São computadores de grande porte com a finalidade de integrar grandes empresas, em virtude de seu grande poder de processamento e armazenamento. Com a utilização de um mainframe podemos interligar diversos usuários. Normalmente é utilizado por empresas de grande porte, como bancos e lojas de departamento. É necessária uma estrutura especial para a instalação desse tipo de computador por causa de seu tamanho e necessidades.

Geralmente possuem vários processadores. No site da empresa IBM (www.ibm.com) podemos encontrar modelos de mainframes.

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Componentes do computador

Entre os principais componentes de um computador, podemos encontrar:

Análise de funcionamento do computador:

O processador

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É um componente que agrega diversos itens compactados em um só, também pode ser chamado de microprocessador, por causa de sua forma compacta. Outras nomenclaturas também são utilizadas, como CPU (Central Processing Unit) ou UCP (Unidade Central de Processamento), em português. Ele é considerado o “cérebro” do computador, pois recebe diversos dados e os transforma em informações essenciais para o funcionamento do sistema. Por se tratar de uma estrutura complexa, analisaremos os itens fundamentais para testes de concursos públicos.

Componentes do Processador

Os principais componentes de um processador são:

 UC (unidade de controle) – é a parte da CPU com a funcionalidade de coordenar os cálculos e dados que circulam no processador.

 ULA (unidade lógica e aritmética) – como o nome diz, é responsável pela realização de cálculos e comparações lógicas. É controlada pela UC.

 Registradores – uma memória muito pequena, na ordem dos bits, que tem a funcionalidade de armazenar os dados manipulados no processador.

 Barramentos – para interligar todos esses componentes existem “estradas” por onde os dados trafegam, a esses caminhos daremos o nome de

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barramentos, também chamados de BUS. Como em estradas, existem barramentos maiores (mais velozes) e menores (mais lentos).



Clock (ou frequência de relógio)

Este termo é muito importante porque indica a frequência de operação do processador, em outras palavras, um fator importante que pode determinar a sua velocidade.

A frequência dos processadores é medida em Hz (Hertz). Exemplo:

Processador: Intel Core i5 de 3,3 GHz Memória RAM: 6GB

Disco Rígido: 500GB

O clock desse sistema é de 3,3 GHz

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Hoje podemos encontrar processadores de 32 ou de 64 bits. Podemos pensar que um processador de 64 bits é mais veloz que um processador de 32 bits, porém essa relação não é verdadeira. Essa nomenclatura equivale a quantidade de dados que a CPU consegue trabalhar por vez, ou seja, se você estiver utilizando um recurso simples do computador, como um texto em um editor de textos, não observará diferença entre um processador 32 ou 64 bits, a não ser que você esteja utilizando ferramentas mais “pesadas”, aí sim a diferença é observada.

Dica: um processador de 64 bits “enxerga” mais memória RAM do que um de 32 bits que se limita em 4GB.

Fabricantes de processadores

Entre os fabricantes encontramos a AMD e a Intel. Para provas de concursos precisamos ficar atentos aos novos modelos da Intel. Observe:

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Prof. RicardoBeck www.profricardobeck.com.br Página 12 de 33 Cooler

O processador é um componente que trabalha em altas temperaturas e, para resfriá-lo, necessitamos de um componente denominado cooler, que é composto por uma ventoinha e um dissipador de calor.

Placa-mãe

Para concursos o que precisamos saber é que o principal componente da placa-mãe é o chipset.

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Chipset significa conjunto de chips, ele é responsável pela correta comunicação e o tráfego de dados entre todos os componentes que integram o computador.

Barramentos externos

Os barramentos externos são aqueles que interligam a placa-mãe à parte externa do gabinete.

PCMCIA

Imagine um computador portátil, como um notebook. Caso o usuário deseje instalar determinado hardware em seu computador, por exemplo, uma placa de rede, porém seu computador não possui esse dispositivo, é possível adquirir uma placa de rede PCMCIA. Assim como com a placa de rede existem vários dispositivos que estão disponíveis no mercado utilizando essa interface de comunicação.

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PS/2 (Personal System 2) Serial

Apesar da sigla complicada, a maioria dos usuários conhece essa interface de

comunicação. Utilizamos esse barramento para, basicamente, conectar o teclado e o mouse.

S-Video

Esse conector é utilizado, normalmente, para ligações com aparelhos de TV. Não confundir com o PS/2, eles são apenas semelhantes.

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Serial – RS-232

Podemos encontrar esse barramento em nossos computadores, foi muito utilizado antigamente pelos mouses, para conectar impressoras fiscais, leitores de códigos de barras, entre outros.

Paralelo

Essa interface conectava, normalmente, impressoras e scanners, porém, hoje é comum encontrarmos esses dispositivos utilizando a tecnologia USB.

USB (Universal Serial Bus)

Esse barramento é fundamental para concursos públicos, USB significa barramento serial universal (Universal Serial Bus), portanto, é muito importante saber que os bits são transmitidos de forma serial.

Encontramos nas versões 1.1, 2.0 e a mais atual 3.0. Cada versão apresenta uma velocidade diferente na transmissão de dados.

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Firewire

O firewire também é conhecido como i.link ou IEEE1394, muito utilizado por filmadoras e câmeras digitais.

SATA (Serial SATA)

Essa interface transmite os dados de forma serial e é normalmente utilizada para conexão de discos rígidos.

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Memória RAM

Saber sobre a memória RAM é fundamental para concursos públicos, pois ela faz parte dos principais componentes do computador, CPU, memória RAM e HD.

Já conhecemos o processador, que é considerado o cérebro do computador. Para auxiliar o processador em suas tarefas é utilizada a memória RAM com a área de trabalho, em razão de sua velocidade e modo de acesso. Porém, os dados que ficam na memória RAM são perdidos quando o computador é desligado. A essa característica damos o nome de volátil, ou seja, ela perde os dados quando não há energia.

Memória virtual

Imagine uma situação na qual o usuário necessite de mais memória para o sistema ou aplicações e o computador não dispõe da quantidade necessária de memória RAM. Nesse momento entra em ação um recurso gerenciado pelo sistema operacional, por exemplo, o Windows, que “empresta” memória do disco rígido para funcionar como memória RAM. Um detalhe é muito importante, o disco rígido tem uma capacidade muito maior do que a memória RAM, porém é muito mais lento, com isso o desempenho do sistema cairá sensivelmente.

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Com isso, concluímos que o disco rígido vai “fingir” ser a memória RAM, daí o termo memória virtual.

Memória cache

A memória cache é fundamental para o desempenho do computador. É um tipo de memória estática SRAM (Static Random Access Memory), muito mais rápida do que a memória RAM.

O surgimento dessa memória veio da necessidade de velocidade por parte do sistema. O processador evoluiu no quesito velocidade muito mais que a memória RAM, com isso, quando o processador acessava a memória RAM, era obrigado a esperá-la retornar. A esse tempo de espera damos o nome de wait-state, estado de espera do processador. Para minimizar esse tempo foi implementado um novo tipo de memória com a tecnologia estática, denominada memória cache. Um bloco de memória bem menor do que a memória RAM, que armazenava dados que já haviam sido buscados na memória RAM e provavelmente seriam solicitados novamente, então, nesse segundo acesso pelo processador, ao invés de buscar na memória RAM, buscaria na cache, aumentando com isso a velocidade de processamento. A memória cache é um tipo de memória interposta entre a RAM e o processador, com o objetivo de aumentar a velocidade de processamento.

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Memória ROM

A memória ROM (Read Only Memory), memória somente de leitura, tem a funcionalidade de armazenar pequenos programas que normalmente são utilizados com rotinas prontas, como no caso da inicialização do computador. A esses programas pequenos damos o nome de firmwares. Também são encontradas em eletrodomésticos, como no procedimento para fazer pipoca em um micro-ondas.

Dica: as memórias ROM não são voláteis, ou seja, mantêm seus dados quando o computador é desligado.

Uma das principais situações que observamos na informática é a presença do termo BIOS (Basic Input/Output System), sistema básico de entrada e saída. Na verdade, toda a inicialização do computador passa pelo BIOS, ele é quem testa os dispositivos e auxilia a localizar o sistema operacional para a inicialização (boot) do computador.

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Prof. RicardoBeck www.profricardobeck.com.br Página 20 de 33 Relação de velocidade entre os tipos de memórias

Para facilitar a análise de todas as memórias observadas até aqui, observe a relação a seguir, que compara tamanho e velocidade de algumas memórias:

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Como observamos anteriormente, as memórias auxiliam na execução de operações e procedimentos do computador, trabalhando com o processador, porém, é necessário o armazenamento de informações para posterior consulta ou execução. É nesse momento que entram os dispositivos de armazenamento, ou seja, componentes de memória não volátil.

Disquetes

Meio de armazenamento obsoleto atualmente.

Proteção contra gravação

Precisamos ficar atentos quanto à proteção contra gravação, ela existe em alguns tipos de pendrives e cartões de memória. Quando protegido, podemos apenas ler as informações do disco, não serão permitidas exclusões e novas gravações, portanto, o disco fica imune a infecção por vírus, uma vez que as informações maliciosas não podem ser gravadas no dispositivo.

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Formatação de disco

Existe a necessidade de formatação para utilização de disquetes, esse processo consiste em setorizar o disco, criando uma espécie de estacionamento para os arquivos.

Dica: o processo de formatação exclui todos os dados do dispositivo que está sendo formatado.

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O CD utiliza a tecnologia óptica de leitura e gravação. Existem vários tipos de CDs, a seguir analisaremos alguns tipos.

Dica: Eventualmente podemos nos referir a CDs como mídia.

Para os concursos é fundamental que você saiba os valores 700MB e 80 minutos.

Tipos de mídias

CD-R (Compact Disk Recordable) – nesse tipo de mídia é possível a gravação dos dados, porém, não podemos apagá-los após sua gravação.

CD-RW (Compact Disk Rewriteable) – nesse tipo de CD é possível a regravação, inclusive a formatação.

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Prof. RicardoBeck www.profricardobeck.com.br Página 24 de 33 DVD (Digital Versatile Disc)

Também um dispositivo óptico, o DVD surge para ampliar a capacidade dos CDs. DVD-ROM – nesse tipo de mídia é possível apenas a leitura dos dados e não a gravação.

DVD-R – como nos CDs, esse tipo de mídia permite apenas a gravação de dados. A capacidade de armazenamento é de 4,7GB em DVDs de camada simples (single layer) e de 8,5GB em DVDs de dupla camada (dual layer).

DVD-RW – nesse caso é possível gravar e apagar os dados, como ocorria nos CD-RW.

Blu-ray

Nos dias de hoje podemos encontrar mídias com maior capacidade de armazenamento, que tentam ser as sucessoras do DVD. É o caso do Blu-ray, com capacidade em camada simples de 25GB e em camada dupla de 50GB, essa situação para um disco de apenas um lado.

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Prof. RicardoBeck www.profricardobeck.com.br Página 25 de 33 HD (disco rígido)

O HD faz parte da memória secundária do computador, também chamada de memória de massa, pois é utilizada para armazenar os dados, ou seja, não é um tipo de memória volátil, ao contrário, é um tipo de memória permanente, não perde os dados quando o computador é desligado.

Sua capacidade é muito superior à da memória RAM. Nos dias de hoje podemos encontrar HDs com várias capacidades, entre elas, 80GB, 160GB, 250GB, 500GB e até superiores a 1TB (terabyte).

Conforme analisado anteriormente, o HD empresta uma pequena parte do seu espaço para servir como memória RAM. A essa área denominamos memória virtual, e é gerenciada pelo sistema operacional, no caso, o Windows.

A conexão deste dispositivo com o computador poderá ser realizada por meio de uma porta IDE (antiga) ou SATA (serial ATA), porém, existem outras formas que não vêm ao caso no momento.

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Outros dispositivos de armazenamento

Memory keys

Fundamentais para concursos públicos, os memory keys, normalmente chamados de pendrives, são dispositivos muito úteis para os dias de hoje. Utilizam memória flash e podem

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ser encontrados em diversos tamanhos, usualmente de 1GB, 2GB, 4GB, 8GB, 16GB e assim por diante.

Esses dispositivos utilizam a interface de comunicação USB (universal serial bus).

O elaborador pode fazer referência ao pendrive utilizando os seguintes termos:  Flash RAM

 Flash Disk  Flash USB

 Flash Drive (também relacionado com os discos em estado sólido SSD) Observe que o padrão é o aparecimento do tipo de memória, que é a memória flash. Cartões de memória

Os cartões de memória seguem os mesmos princípios dos pendrives, ou seja, utilizam memória flash, porém sua interface de comunicação não é USB, apesar de existirem adaptadores para esta funcionalidade.

Periféricos de entrada e saída (E/S)

A maioria dos concursos que apresentam o assunto “Noções de Hardware” em seu edital, acabam cobrando itens sobre periféricos de entrada e saída. Por esse motivo, esses conceitos são fundamentais para os testes de concursos públicos.

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Entrada

Os periféricos classificados como de entrada têm a funcionalidade de enviar dados do usuário para o computador, um exemplo típico desse tipo de periférico é o teclado.

Saída

Os dispositivos de saída são aqueles que o computador utiliza para enviar informações para o usuário, um exemplo de periférico de saída é o monitor.

Entrada e saída de dados

Os dispositivos de entrada e saída, ou de dupla direção, fazem o papel de entrada e saída no mesmo periférico. Por exemplo, o modem, dispositivo utilizado para navegação na internet, nós enviamos dados e recebemos por meio do mesmo dispositivo.

Atenção: entre os componentes de hardware, os que não recebem classificação de entrada e saída são o processador e a memória principal.

Alguns periféricos de entrada de dados

Teclado

Um dos principais dispositivos de entrada de dados é o teclado. Existem vários layouts de teclados em virtude dos vários idiomas encontrados no mundo, mas essa parte verificaremos adiante, quando falarmos sobre configurações do Windows.

Tecla Função

Equivale a função de cancelamento.

Tem a função de confirmação, podemos encontrar uma outra tecla com a mesma função no teclado numérico.

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Tecla Função

Setas direcionais, por exemplo, em editores possibilita a movimentação do ponto de inserção.

Control é utilizada em combinação com outras teclas para executar funções previamente definidas pelo software em utilização.

Shift, apresenta o símbolo indicado na parte superior da tecla, por exemplo,

+ = $, ou faz o contrário da tecla , ou seja, se as maiúsculas estiverem fixadas (Caps Lock ligado), transforma as letras em minúsculas, caso esteja desativado, transforma as letras em maiúsculas. Para letras maiúsculas, quando acionado, o led de indicação Caps Lock ficará aceso.

Alt é utilizada em combinação com outras teclas para executar funções previamente definidas pelo software em utilização.

Alt Gr aplica o terceiro símbolo da tecla, por exemplo, + = |. Caso o teclado não possua essa tecla, a função equivale a utilização das teclas

+ .

É utilizada para a exclusão, no editor de textos, do que está à esquerda do ponto de inserção.

É utilizada para a exclusão, no editor de textos, do que está à direita do ponto de inserção, ou para indicar o comando de exclusão.

Ativa o teclado numérico, quando acionado, o led de indicação Num Lock ficará aceso.

No ambiente Windows, essa tecla copia a tela que está sendo apresentada no momento. Com a combinação da tecla ela copia apenas a janela ativa. Esses conceitos de janelas serão analisados quando estudarmos o sistema operacional Windows.

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Mouse

O mouse, como o teclado, também pode ser conectado pelas portas PS/2 ou USB. Scanner

O scanner também pode ser chamado de digitalizador, pois transforma os dados de uma foto ou documento para o formato digital (bits) que o computador entende.

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Atenção para a Webcam

A webcam é um periférico que causa muita confusão no momento de classificá-lo, pois muitos usuários acreditam que ele seja um periférico de entrada e saída, enquanto na verdade é apenas de entrada de dados. A função da webcam é apenas capturar a imagem do usuário e enviá-la para o computador, portanto, possui apenas tarefa de entrada de dados.

Alguns periféricos de Saída de dados

Monitor

O monitor é um dos principais dispositivos de saída de dados. Placas de vídeo

Para ligarmos o monitor, precisamos utilizar um dispositivo denominado placa de vídeo, que encontramos em diversos modelos e com diversas interfaces.

As placas de vídeo podem ser on-board, ou seja, vêm acopladas à placa-mãe, ou podem ser instaladas à parte. As placas de vídeo necessitam de memória RAM para apresentar as imagens na tela, a esse tipo de memória damos o nome de VRAM (vídeo RAM).

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As impressoras são periféricos de saída de dados, pois através delas o usuário tem a versão concreta de dados do computador, diferente do monitor, que apenas apresenta as informações na tela.

Atenção: na imagem apresentada a impressora no centro trata-se de uma multifuncional, ou seja, deve ser classificada como periférico de entrada e saída, e não apenas de saída, uma vez que possui um scanner integrado (periférico de entrada de dados).

Caixas acústicas

As caixas de som (acústicas) têm a funcionalidade de enviar sons do computador para o usuário, por esse motivo são consideradas periféricos de saída de dados.

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Prof. RicardoBeck www.profricardobeck.com.br Página 33 de 33 Alguns periféricos de entrada e saída de dados

Modem

Ele é o responsável pela conexão entre computadores distintos e remotos (distantes) através da linha telefônica. Normalmente, utilizamos para nos conectar ao computador do nosso provedor de acesso à internet e, com isso, navegar pelas páginas da web.

Ele tem a funcionalidade de converter os dados da linha telefônica para dados que o computador entenda, daí seu nome, MODEM, MOdulador e DEModulador de sinal, pois além de receber dados precisamos enviá-los também.

Placas de rede

As placas de rede também são conhecidas como LAN adapters, ou seja, adaptadores para redes locais.

As placas de rede sem fio proporcionam o acesso a uma rede sem fio, normalmente denominada wireless ou wi-fi.