Fundamentos de Informática
Aula 6
Prof. Gladimir Ceroni Catarino [email protected]
SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM COMERCIAL FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAC PELOTAS
Chipset
o
Um conjunto importante de componentes na placa-mãe é o
chipset.
o O chipset é composto por vários circuitos integrados conectados à placa-mãe que controlam como o hardware do sistema interage com a CPU e a placa-mãe;
o A CPU é instalada em um slot ou soquete na placa-mãe. O soquete na placa-mãe determina o tipo de CPU que pode ser instalada.
Chipset
o
O chipset de uma placa-mãe permite que a CPU se
comunique e interaja com os outros componentes do
computador
o O chipset estabelece a quantidade de memória que pode ser
adicionada a uma placa-mãe. Ele também determina o tipo de conectores da placa-mãe.
Chipset
o
A maioria dos chipsets é dividida em dois
componentes distintos:
Northbridge
e
Southbridge
;
o
A função de cada componente varia de
fabricante para fabricante, mas, em geral:
o
O Northbridge controla o acesso à RAM, à placa
de vídeo e as velocidades que a CPU pode se
comunicar com elas. Às vezes a placa de vídeo
é integrada no Northbridge.
Chipset
o
A função de cada componente varia de
fabricante para fabricante, mas, em geral:
o
Na maioria dos casos, o Southbridge possibilita
a comunicação da CPU com os discos rígidos, a
placa de som, as portas USB e as outras portas
de E/S.
CPU - Características
o
A CPU (Central Processing Unit – Unidade de
Processamento Central) é considerada o cérebro do
computador;
o Algumas vezes é citada como o processador. A maioria dos
cálculos ocorre na CPU.
o No que diz respeito ao cálculo de energia, a CPU é o elemento mais importante de um sistema de computador.
o As CPUs vêm em diferentes formatos, e cada estilo exige um slot
CPU - Características
o
O soquete ou slot da CPU é o conector que estabelece
interface entre a placa-mãe e o próprio processador.
o A maioria dos soquetes e processadores da CPU em uso no momento é construída em torno da arquitetura PGA (Pin Grid
Array, matriz da grade de pinos), na qual os pinos no lado de baixo
do processador são inseridos no soquete.
o Os processadores com slot têm a forma de cartucho e se encaixam em um slot com aparência similar a de um slot de expansão.
CPU - Características
o
Cada modelo de processador executa um conjunto de
instruções.
o A CPU executa o programa processando cada parte dos dados de acordo com a orientação do programa e do conjunto de instruções.
o Enquanto a CPU está executando uma etapa do programa, as
instruções restantes e os dados são armazenados próximos a uma memória especial, chamada cache.
CPU - Características
o Há duas arquiteturas de CPU principais relacionadas aos conjuntos de instruções:
o RISC (Reduced Instruction Set Computer) – usam um conjunto
relativamente pequeno de instruções, projetados para executá-las rapidamente.
o CISC (Complex Instruction Set Computer – computador com
conjunto de instruções complexo) – utilizam um amplo conjunto de instruções, resultando em um menor número de etapas por operação.
CPU - Características
o
Potência:
o A potência de uma CPU é medida pela velocidade e quantidade de dados que ela pode processar;
o A velocidade de uma CPU é classificada em ciclos por segundo; o A velocidade das CPUs atuais é medida em milhões de ciclos por
segundo, chamados de megahertz (MHz), ou bilhões de ciclos por segundo, chamados de gigahertz (GHz);
o A quantidade de dados que uma CPU pode processar em
determinado momento depende do tamanho do barramento de dados do processador.
CPU - Características
o Isso também é chamado de barramento da CPU ou FSB (Front Side Bus, barramento frontal). Quanto maior for a largura do barramento de dados do processador, mais potente o
processador será. Os processadores atuais têm um barramento de dados de 32 ou 64 bits.
Tecnologia de Processamento
o
Overclocking
o Overcloking é uma técnica usada para fazer com que um
processador trabalhe em uma velocidade mais rápida do que sua especificação original;
o Overclocking não é uma maneira confiável para melhorar o desempenho do computador e pode resultar em danos à CPU.
Tecnologia de Processamento
o
Núcleos
o A tecnologia de processador mais recente resultou em
fabricantes de CPU descobrindo maneiras de incorporar mais de um núcleo de CPU em um só chip. Os núcleos atuais podem se dividir em:
o Núcleo Único: Único chip de CPU que controla todos os recursos de processamento.
o Múltiplos Núcleos: Dois ou mais núcleos dentro de um chip de CPU processando informações ao mesmo tempo.
Resfriamento e Dissipação de
Calor
o
Componentes eletrônicos geram calor. O calor é provocado
pelo fluxo de corrente dentro dos componentes.
o Os componentes do computador funcionam melhor quando mantidos resfriados;
o Se o calor não for removido, o funcionamento do computador poderá ser mais lento;
o Se houver grande acúmulo de calor, os componentes poderão ser danificados.
o
O fluxo de ar interno no gabinete facilita uma maior
dissipação de calor, normalmente os computadores são
equipados com ventoinhas para tornar o processo de
resfriamento mais eficaz.
Resfriamento e Dissipação de
Calor
o
Outros componentes também são
suscetíveis a danos provocados
pelo calor e em alguns casos estão
equipados com ventoinhas.
o As placas de vídeo, também geram bastante calor. Ventoinhas são
dedicadas a resfriar a GPU (Graphics
Processing Unit – Unidade de
Resfriamento e Dissipação de
Calor
o
Computadores com CPUs e GPUs
extremamente rápidas podem usar
um sistema de resfriamento a água.
o Uma chapa de metal é colocada sobre o processador e a água é bombeada sobre a parte superior para coletar o calor provocado pela CPU.
o A água é bombeada para um radiador para ser resfriada pelo ar e, em seguida,
Memórias
o
As memórias são responsáveis pelo tráfego de
informações entre os dispositivos existentes e também
entre a CPU e o usuário.
o
Dentre os tipos de memórias estudadas, as que
compõem o computador e o ajudam a trabalhar são:
o
ROM (Read only Memory)
– Contendo informações
permanentes.
o
RAM (Random Access Memory)
– Armazenando
Memória ROM
o
Os chips ROM contêm instruções que podem ser
diretamente acessadas pela CPU. Instruções básicas para
inicializar o computador e carregar o sistema operacional
são armazenadas na ROM.
o
Os chips ROM retêm seu conteúdo mesmo quando o
computador é desligado.
Memória ROM
o
Dividem-se em:
o ROM: Somente leitura, suas informações são escritas quando o chip é
fabricado. É um item obsoleto.
o PROM: Somente leitura programável, informações escritas após sua
fabricação.
o EPROM: Somente leitura programável, apagável. Suas informações
podem ser apagadas com equipamentos especiais.
o EEPROM: Somente leitura programável, apagável eletronicamente.
Informações escritas após sua fabricação. São chamados também de ROMs flash.
Memória RAM
o
RAM (Random Access Memory
– memória de acesso
aleatório) é o armazenamento temporário para dados e
programas que estão sendo acessados pela CPU.
o
RAM é uma memória volátil, e isso significa que o conteúdo
é apagado quando o computador é desligado.
o
Quanto mais memória RAM um computador tiver, maior
será a sua capacidade para manter e processar programas
e arquivos grandes, e melhor será o desempenho do
Memória RAM
o
Tipos de RAM:
o DRAM: Dinamic Ram, chip utilizado como memória principal. Deve ser
constantemente atualizada para manter suas informações.
o SRAM: Static Ram, muito utilizada como memória cache, não necessita
ser atualizada com tanta frequência.
o FPM: Fast Page mode, suporta paginação, foi utilizada amplamente na
linha 486.
o EDO: Extended Data out RAM, sobrepõe acessos consecutivos aos dados.
Acelera o tempo de recuperação de informações.
Memória RAM
o
Tipos de RAM:
o DDR SDRAM: Double Data Rate SDRAM, transfere dados 2X mais
rápido que a SDRAM.
o DDR2 SDRAM: Mais rápida que a DDR, reduziu o ruído e
interferência.
o DDR3 SDRAM: é uma melhoria sobre a tecnologia antecedente . O
primeiro benefício da DDR3 é a possível taxa de transferência duas vezes maior, de modo que permite taxas de barramento maiores, como também picos de transferência mais altos.
o RDRAM: RamBus, desenvolvida para comunicar a altas taxas de
Memória RAM
o
A memória RAM constitui o grande ajudante do
processador na tarefa de processas as informações e
vem evoluindo ao longo do tempo. Todos os aplicativos
que ficam em execução quando o sistema operacional
está sendo executado reservam uma parte da memória
RAM para serem executados. O sistema operacional
também reserva uma parte desta memória para a sua
execução interna.
o
Por isto diz-se que um computador ao ter a sua memória
RAM aumentada mais que o natural terá a sua execução
com certeza um pouco mais veloz.
Memória Cache
o
SRAM é usada como memória cache para
armazenar os dados usados com mais
frequência.
o
A SRAM fornece ao processador acesso mais
rápido aos dados do que os recupera da DRAM
mais lenta ou memória principal.
o
Existem 3 tipos de memória Cache:
o L1 – Interno e integrado a CPU
o L2 – Externo, atualmente é integrado a CPU
o L3 – Utilizado em estações de trabalho avançadas e
Memória Cache
o
Sobre a memória cache, ainda podemos incluir o fato de
já nos perguntarmos alguma vez porque então toda a
memória do computador não é feita com o mesmo
material da cache, já que ela é tão veloz como é dito.
o
O fato é que a cache é sim mais veloz, porém por este
motivo ela é muito cara, e um computador com somente
este tipo de memória seria extremamente oneroso para
usuários domésticos adquirirem. Por isto temos 3 tipos de
cache e ainda temos a memória RAM, que vem
Placas, suas Finalidades e
Características
o
As placas aumentam a funcionalidade de um computador
adicionando controladores para dispositivos específicos ou
substituindo portas com mau funcionamento.
Placas, suas Finalidades e
Características
o
Alguns tipos:
o Placa de Rede: Conecta um computador a uma rede usando cabo de rede.
o Placa de rede sem fio: Conecta o computador a uma rede usando radiofrequência.
o Placa de som: Fornece recursos de áudio.
o Placa de Vídeo: Fornece recursos gráficos.
o Placa de Modem: Conecta um computador à Internet usando uma linha telefônica.
o Placa SCSI: Conecta dispositivos SCSI, como discos rígidos ou unidades de fita, a um computador.
o Placa RAID: Conecta vários discos rígidos a um computador para fornecer redundância e melhorar o desempenho.
Placas, suas Finalidades e
Características
o
Alguns tipos:
o Porta USB: Conecta um computador a dispositivos periféricos.
Slots de Expansão
o
Os computadores têm slots de expansão na
placa-mãe para instalar placas.
o
O tipo de conector da placa deve corresponder
Slots de Expansão
o
Alguns tipos de slots de expansão:
o ISA (Industry Standard Architecture): 8 ou 16 bits, antigo e raramente utilizado.
o EISA (Extended Industry Standard Architecture): 32 bits, antigo e raramente utilizado.
o MCA (Microchannel Architecture): 3 bits, proprietário da IBM, antigo e raramente utilizado.
o PCI (Peripheral Component Interconnect): 32 ou 64 bits, ainda é o padrão na maioria dos computadores.
o AGP (Advanced Graphics Port): 32 bits, projetada para adaptadores de vídeo.
o PCI-Express: Barramento serial, compatível com slots PCI. Possui slots X1, X4, X8 e X16.
Slots de Expansão
o
Os slots constituem uma das partes bastante conhecidas por
usuários que gostam de alterar placas no computador ou
substituí-las para ampliar as capacidades do computador.
o
Novas placas a serem instaladas costumam ocupar estes slots,
deixando com que o dispositivo que antes era incorporado a
placa-mãe (on-board) seja agora utilizado desacoplado
diretamente da placa-mãe (off-board).
o
O interessante sobre os slots é que quanto maior for o
barramento logicamente maior será a quantidade de informação
que será trafegada por eles.
Unidades de Armazenamento
o
Uma unidade de armazenamento lê ou grava informações em
mídia de armazenamento óptico ou magnético. A unidade pode
ser usada para armazenar dados permanentemente ou para
recuperar informações de um disco. As unidades de
armazenamento podem ser instaladas dentro do gabinete do
computador, como um disco rígido.
o
Abaixo são descritos alguns tipos comuns de unidades de
armazenamento:
oUnidade de disquete
oDisco rígido
oUnidade óptica
oUnidade flash
oUnidade de rede
MUSEU – Do fundo do baú
UNIDADE DE DISQUETE
o
É um dispositivo de armazenamento que usa disquetes
removíveis de 3,5 polegadas.
o
Esses disquetes magnéticos podem armazenar 720KB ou
1,44MB de dados.
o
Em um computador, geralmente a unidade de disquete é
configurada como unidade A:.
o
A unidade de disquete poderá ser usada para inicializar o
computador se ele contiver um disquete de boot. Uma unidade
de disquete de 5,25 polegadas é uma tecnologia mais antiga e
raramente utilizada.
Unidade de Disquete X ZIP Drive
o
Zip Drive é uma unidade de armazenamento semelhante a um
disquete, porém com capacidades muito maiores.
Disco Rígido
o
É um dispositivo de armazenamento magnético que é instalado
dentro do computador.
o É utilizado como armazenamento permanente para dados.
Geralmente o disco rígido é configurado como unidade C: e contém o sistema operacional e os aplicativos.
o É configurado como a primeira unidade na sequência de
inicialização (boot). A capacidade de armazenamento de um disco rígido é medida em bilhões de bytes, ou gigabytes (GB).
o A velocidade de um disco rígido é medida em rotações por minuto (RPM).
Unidade Óptica
o
É um dispositivo de armazenamento que usa lasers para ler
dados na mídia óptica. Existem vários tipos de unidades
ópticas:
o CD (Compact Disc – disco compacto);
o DVD (Digital Versatile Disc – disco versátil digital);
o Blu-ray Disc – Alternativa ao DVD para ser utilizado com áudio e
vídeo de alta definição;
o As mídias ópticas CD e DVD podem ser pré-gravadas (somente leitura), graváveis (gravar uma vez) ou regraváveis (ler e gravar várias vezes).
o Os CDs têm capacidade de armazenamento de dados de
aproximadamente 700MB. Os DVDs podem chegar até 8,5GB de armazenamento para tipos Dual Layer e 4,5 GB para mídias simples.
o Existem diferentes tipos de mídias... (CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD+/-R, DVD+/-RW
Unidade Flash
o
Também conhecida como thumb drive, é um dispositivo
de armazenamento removível que se conecta a uma
porta USB.
o Uma unidade flash usa um tipo de memória especial que não
necessita de energia para manter os dados. Essas unidades podem ser acessadas pelo sistema operacional da mesma maneira que os outros tipos de unidades são acessados.
Tipos de Interfaces de Unidades
o
As unidades ópticas e de discos rígidos são fabricadas com
interfaces diferentes que são usadas para conectar a unidade
ao computador.
o
Para instalar uma unidade de armazenamento em um
computador a interface de conexão na unidade deve ser a
mesma que da controladora na placa-mãe. A seguir, são
descritas algumas interfaces comuns de unidades:
o IDE – Integrated Drive Eletronics / ATA (Advanced Technology
Attachment)
o Conector de 40 pinos, utilizada pelo disquete e alguns discos rígidos.
Tipos de Interfaces de Unidades
o EIDE – Enhanced Integrated Drive Eletronics / ATA-2 o Utilizada o DMA (acesso direto a memória)
o Usa conector de 40 pinos
o Suporte discos maiores que 512MB
o PATA (ATA Paralela)
o Versão paralela da ATA
o SATA (Serial ATA)
o Versão serial da PATA
o Conector de 7 pinos
o SCSI (Small Computer System Interface)
o Pode controlar até 15 unidades
o Suporta unidades internas e externas
Cabos de Comunicação
o As unidades precisam de cabo de energia e cabo de dados.
o Uma fonte de energia terá um conector de energia SATA para unidades SATA, um conector de energia Molex para
unidades PATA e um conector de 4 pinos Berg para unidades de disquete.
o Os botões e os LEDs na parte frontal do gabinete conectam-se à placa-mãe com os cabos do painel frontal.
o Os cabos comunicam-se com os dispositivos através de conexões apropriadas e existentes na placa-mãe.
Cabos de Comunicação
o
Alguns tipos:
o FDD (Floppy Disc Drive)
o Conector de 34 pinos suportando até 2 conectores.
o ATA (IDE)
o 40 condutores, suporta até 2 conectores para a unidade e um para a controladora.
o PATA (EIDE)
o 80 condutores, dois conectores para unidade e um para a controladora.
o SATA
o Até 7 condutores, um conector chaveado para a unidade e outro para controladora.
o Normalmente, uma faixa colorida identifica o pino1 do cabo, permitindo visualizar a correta conexão ao dispositivo e a controladora.
Portas de Entrada e Saída
o
As portas de E/S (Entrada/Saída) em um computador
conectam dispositivos periféricos, como impressoras,
scanners e unidades portáteis.
o
Os seguintes cabos e portas são geralmente usados:
o Serial o USB o FireWire o Paralelo o SCSI o Rede o PS/2 o Áudio o Vídeo
