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Entender os componentes de hardware é uma matéria crucial na mon-tagem do computador. Cada componente tem sua função e a combinação de-las permite montarmos diversos tipos de computadores, conforme as nossas necessidades. Além disso, quando nos referimos à manutenção de microcom-putador, é fundamental este conhecimento, pois nos permite ter uma melhor visão de qual a possível solução para resolvermos o problema.
Outro aspecto que iremos abordar nesta unidade será o processo de formatação e instalação do sistema operacional.
1. Introdução à montagem de microcomputador . . . .7
1.1 Componentes de Hardware do Computador . . . .8
2. Dispositivo de Hardware - Processador . . . 17
2.1 A História da Evolução do Processador . . . 17
2.1.1 Processador Intel 486. . . 18
2.1.2 Processador Intel Pentium . . . 18
2.1.3 Processador Intel Pentium Pro . . . 19
2.1.4 Processador AMD K5 . . . 19
2.1.5 Processador Pentiun II . . . 20
2.1.6 Processador AMD K6 . . . 20
2.1.7 Processador IntelPentiumIII. . . 20
2.1.8 Processador AMD Athlon (K7) . . . 21
2.1.9 Processador AMD Athlon XP . . . 22
2.1.10 ProcessadorPentiun D - Arquitetura NetBurst . . . 23
2.1.11 Processador AMD64 (K8) ou Athlon64 . . . 24
2.1.12 Processador AMD Sempron . . . 24
2.1.13 Processador Dual Core. . . 25
2.1.14 Processador Intel Core 2 Duo. . . 25
2.1.15 Processador AMD K10 (Phenom). . . 26
2.2 Processadores Atuais . . . 26
2.2.1 Processador AMD Bulldozer . . . 27
2.2.2 Processador Intel Core i3, i5 e i7 . . . 28
2.2.3 Conceitos Básicos. . . 32
2.2.3 O Conceito de bit . . . 32
2.2.4 Unidades de medida do byte . . . 34
2.2.5 Convertendo Decimal em binário e vice-versa . . . 35
2.3 Conceito de clock. . . 37
2.4 Conceito de Front Side Bus (FSB) . . . 38
2.5 Conceito de Overclock . . . 39
2.6 Conceito de Interface . . . 41
3.Placa Mãe. . . 45
3.1 Características da Placa-mãe. . . 45
3.2 Tipos de Placas Mãe . . . 46
3.3 Componentes da placa-mãe . . . 48
3.3.1 Principais componentes . . . 48
2.3.2 Placa Mãe Onboard . . . 50
3.4 Arquiterura da Placa-mãe. . . 58
4. Memória . . . 62
4.1 Memória ROM . . . 62
4.2.2 Memória SIMM . . . 69
4.2.3 Memória DIMM . . . 69
4.2.4 Memória RIMM . . . 69
4.2.5 Memórias FPM. . . 70
4.2.6 Memórias EDO. . . 70
4.2.7 Memória SDRAM . . . 70
4.2.8 Memória SDR SDRAM . . . 71
4.2.9 Memória Virtual . . . 73
4.2.10 Memória Cachê . . . 74
5. Placa de video . . . 78
5.1 Tipos da Placa de vídeo . . . 78
5.2 Configurações na placa de vídeo. . . 83
5.3 Tipo de conexão - Slot. . . 86
6. Monitor . . . 96
6.1 Tipos de monitores . . . 96
6.2 Monitor CRT. . . 96
6.3 Monitor LCD . . . 100
6.4 Monitor de Plasma. . . 104
6.5 Plasma X LCD. . . 106
6.6 Características técnicas . . . 106
6.7 Tendências e inovações . . . 107
7. Componentes Perfericos. . . .112
7.1 Disco Rígido . . . .112
7.2 Driver de CD/DVD. . . .116
7.3 Circuito de Som. . . .117
7.4 Placa de Modem . . . .118
7.5 Placa de Rede. . . .118
7.6 Teclado . . . .119
7.7 Mouse . . . 120
7.8 Porta de comunicação USB . . . .121
8. Montagem de computador . . . 125
8.1 Montagem de computador onboard . . . 126
8.2 Montagem de computador offboard . . . .132
Inicialmente, gostaria de esclarecer algumas possíveis dúvidas. Muitos de vocês já perceberam al-guns termos ou nomes quando queremos nos referir a computadores. Algumas décadas atrás,havia alguns ter-mos técnicos bem caracterizados, por exemplo: Com-putador x MicrocomCom-putador. Naquela época, os com-putadores evoluíam numa velocidade bem lenta, como em recursos computacionais, velocidade e tamanho. Em resumo, os computadores possuíam um tamanho relativamente grande e, quando foi possível diminuir o seu tamanho e permitir que cada usuário tivesse o seu, o termo microcomputador ficou muito em evidência. Hoje em dia, os computadores possuem um tamanho bem menor, e também se tornam muito mais populares.
Fiz questão de fazer esta pequena introdução para falar que termos como computador, mi-crocomputador ou só micro, PC (Personal Computer, que significa Computador Pessoal) se referem a mesma coisa, em resumo, ao nosso computador, aos computadores que temos em nossos trabalhos, escolas e em nossas casas. São apenasmodos diferentes de chamá-los, aproveitando os “apelidos” dados a ele no passado.
Voltando ao assunto da nossa unidade, para que possamos entender como realizar a montagem de microcomputadores, é preciso conhecê-los por dentro, sabermos como funcionam e qual a funcion-alidade de cada um de seus componentes. Outro objetivo que teremos nesta unidade é o conceito de manutenção de computador, visto que este assunto está diretamente relacionado ao conhecimento de hardware e montagem de microcomputadores.
Fig. 1 – Computador antigo - Fonte: http://serfranco.files.wordpress.com
01.
Introdução à montagem
de microcomputador
Para isso, vamos entender o que é manutenir ou manutenção:
Fazer a manutenção consiste em verificar as possíveis ocorrências de defeitos ou erros em algum equipamento para evitar possíveis problemas no futuro, ou seja, o equipamento funciona e eu quero evitar que ele se quebre ou danifique e, caso ocorra isso, eu posso realizar os reparos necessários para resolver o problema. O termo “manutenção de computador” refere-se tanto na prevenção quanto na solução de problemas já ocorridos. Logo, manutenção de computadores consiste em realizar tarefas no computador com a intenção de prevenir ou solucionar um problema, ou, em outras palavras, evitar que se quebre ou consertar algo que já está quebrado.
Podemos descrever três tipos básicos de manutenção: manutenção preventiva, manutenção corretiva e manutenção preditiva.
• Manutenção Preventiva – Geralmente, consiste em uma mão de obra de menor custo,
pois está focada em realizar atividades com o intuito de prevenir danos maiores. Um exemplo seria atu-alizar sempre o antivírus para evitar problemas maiores como perda de arquivos, senhas e até mesmo a paralisação de todo o sistema operacional.
• Manutenção Corretiva – Geralmente, consiste em uma mão de obra de maior custo. Esta
manutenção consiste em reparar danos já ocorridos no equipamento e nem sempre esse reparo é de fácil solução. Um exemplo seria a troca da placa-mãe ou do processador queimado. Vale ressaltar que estes componentes são relativamente caros. Outro exemplo seria a instalação ou reinstalação do sistema operacional. Além de nos preocuparmos com os drivers, também teremos de instalar todos os progra-mas e fazer as configurações necessárias conforme as demandas de trabalho.
• Manutenção Preditiva – Consiste numa variação da manutenção preventiva. Geralmente
de alto custo, pois este tipo de manutenção foca realizar teste ou troca de componentes do equipamen-to, que ainda estão funcionando, para saber a vida útil deles. Uma técnica conhecida como “Maximum Time Between Failures”, ou seja, “Tempo Máximo de falhas”, visa saber o quanto um componente ou equipamento pode trabalhar de forma correta antes que cause uma falha. Um exemplo seria a vida útil do disco rígido. No seu manual, diz que possui uma vida útil de 10.000 horas. Se usarmos diariamente, teríamos aproximadamente 3 anos de uso. Nessa manutenção, teríamos a ideia de que, após completar-mos 3 anos de uso, pensaríacompletar-mos assim: vacompletar-mos testar esse HD ou trocá-lo antes que ele “pife” e percacompletar-mos todos os dados. Este tipo de manutenção demanda de pessoal e equipamentos especializados e está mais voltada para a área industrial ou de grande porte.
Como podemos perceber, existem diversos tipos de manutenção e cada uma possui suas carac-terísticas. Antes de começarmos a pensar em realizar algum tipo de manutenção, temos de aprender a função de cada componente e, no nosso caso, cada componente de hardware do computador.
1.1 Componentes de Hardware do Computador
• Hardware consiste em toda a arte física do computador, tudo que podemos tocar, ou seja,
todos os componentes que o constrói, como teclado, mouse, placa-mãe, placa de vídeo, processador, memória, disco rígido, leitor de CD/DVD, monitor e muitos outros.
• Software consiste na parte lógica do computador, os programas, drives, sistema
opera-cional, toda a parte responsável pelo funcionamento do computador.
Mas por que eu tenho que me preocupar com hardware ou software?
Quando queremos realizar a manutenção do computador, primeiro temos de saber que tipo de manutenção faremos, na parte física ou na parte lógica? No hardware ou no software?
Para iniciarmos nossos estudos, vamos identifi car os principais componentes de hardware do computador. • Monitor (1) • Placa-mãe (2) • Processador (3) • Memória RAM (4) • Placa vídeo (5) • Fonte de alimentação (6) • Leitor de CD/DVD (7) • Disco Rígido (8) • Mouse (9) • Teclado (10) • Placa de som • Placa de rede • Disquete
Fig. 4 – Ilustração dos componentes do computador Fonte: http://pt.wikipedia.org\
Fig. 7 - Processador
Fig. 9 – Memória RAM fonte: http://commons.wikimedia.org Fig. 8 – Cooler
fonte: http://www.mundodoshackers.com.br
Fig. 10 - Placa de vídeo
Fonte: http://www.mundodoshackers.com.br
Fig. 11 – Fonte de Alimentação Fonte: http://www.pccompleto.net
Fig. 12 – Leitor de CDROM Fonte: http://commons.wikimedia.org
Fig. 13 – Disco Rígido
Até agora vocês não se perguntaram: e a impressora, scanner, webcam e outros aparelhos que são conectados ao computador também são chamados de hardware?
A resposta é sim. Todo dispositivo que possua algum tipo de circuito eletrônico é chamado de hardware. Na informática, chamam-se de hardware todos os componentes que estão dentro do gabinete. Os dispositivos que são conectados ao “gabinete” são chamados de periféricos.
Fig. 14 - Teclado
Fonte: http://commons.wikimedia.org Fonte: http://commons.wikimedia.orgFig. 15 - Mouse
Fig. 16 – Placa de Som
Fonte: http://www.hardware.com.br/ Fonte: http://www.museudocomputador.com.brFig. 17 – Placa de Rede
Fig. 18 - Driver de Disquete e Disquete 3”1\4 Fonte:http://grupormsystem.blogspot.com
Os periféricos são: teclado, mouse, monitor, impressora, scanner, webcam, joystick, caixa de som, dentre outros. Tudo que pode ser conectado ao “gabinete” do computador é chamado de perifé-rico. Logo, todo periférico é um hardware, mas nem todo hardware é um periférico, como, por exemplo, a placa-mãe, processador, memória, HD, placa de vídeo são hardwares, mas não são periféricos, pois estão do lado de dentro do gabinete.
Outra ideia para diferenciá-los seria usar o termo periférico na sua totalidade. Periférico é um derivado de periferia (lembre dessa expressão: “estou na periferia da cidade, do lado de fora da cidade” ou ao redor), e periferia consiste naquilo que está ao redor da cidade, do principal. Portanto, tudo que estiver do lado de fora do gabinete são chamados de periféricos e do lado de dentro de hardwares.
Fig. 20 – Gabinete do computador
O termo gabinete, também chamado de torre, é a caixa metálica onde estão reunidos os dispositivos de hardware do computador, como placa-mãe, processador, memória, disco rígido, fonte de alimentação, leitores de CD/DVD, disquete etc.
Algumas pessoas erradamente chamam o gabinete de simplesmente CPU. “Levei minha CPU para consertar.” Este termo é errado, pois CPU é a Unidade Central de Processamento, ou seja, o processador somente. O gabinete reúne todos os demais componentes de hardware.
Fig. 19 - UCP ou CPU – Unidade Central de Processamento
Cada hardware e/ou periférico possui uma função defi nida no computador. Para facilitar nosso entendimento, vou resumir hardware e periférico e chamá-los de dispositivos.
Os principais tipos de dispositivos podem ser descritos da seguinte forma: dispositivos de en-trada, de saída, de entrada e saída, de armazenamento e de processamento.
Vamos agora entender as caracteristicas de cada tipo de dispositivo.
• Dispositivos de entrada: São todos os dispositivos que permitem a entrada de informação no computador: teclado, mouse, joystick, scanner,leitor de cartão ou codigo de barra, microfone.
• Dispositivos de saida: São todos os dispositivos que enviam informações do computador para o usuário. Por exemplo: impressora, monitor, caixa de som.
• Dispositivos de entrada e saida: São todos os dispositivos que realizam as duas funções, não necessariamente fazendo-as ao mesmo tempo. Por exemplo: monitor touchscreen, driver de DVD-R.
• Dispositivos de armazenamento: Como o próprio nome diz, são dispositivos que têm a função de armazenar informações, como disco rígido (HD), pendrive, cartão de memória e outros.
• Dispositivos de processamento: Referem-se a todos os dispositivos responsáveis por pro-cessarem uma informação dos dispositivos de entrada e enviar para os dispositivos de saída ou arma-zenamento. Dessa forma, enquadra-se neste requisito o processador, a memória RAM (que armazena, temporariamente e não permanente, as informações processadas pelo processador), as placas de vídeos (que processam as informações de imagens antes de enviá-las ao monitor) e a placa-mãe (com os con-troladores e chipset organizando e gerenciando o fl uxo de dados, entre os dispositivos).
Alguns dispositivos podem se enquadrar em mais de uma classifi cação. Principalmente hoje em dia, eles fi cam cada vez mais multifuncionais. Um exemplo é o das impressoras multifuncionais, que, além de imprimir, também escaneiam, passam fax e algumas possuem até entrada de cartão de memória e uma pequena tela, dispensando, assim, o uso obrigatório do computador.
Os dispositivos de entrada e saída podem ser representados pelas expressões: dispositivos de E/S (entrada e saída), e também podem ser vistos como dispositivos de I/O (input/output), ou simplesmente pela forma resumida E/S ou I/O.
A memória RAM não processa nenhuma informação, ela só auxilia o processador no arma-zenamento temporário das informações e, assim, é considerada um dispositivo de processamento. Estudaremos mais sobre ela nas unidades à frente.
Agora que já sabemos quais são os tipos de manutenção existentes e como os dispositivos são classifi cados, vamos realizar alguns exercícios e tirar as dúvidas que ainda existam, antes de iniciarmos o assunto seguinte. Boa atividade!
Fig. 23 – Scaner
Fig. 24 – Fax Fig. 25 - Impressora Multifuncional
Fig. 26 – Leitor de Cartão
NFEDESTKTOP.COM. Como instalar as fontes em seu computador. Disponível em:http://www.infodesktop.com/infofonts/tutorial.php
REVIEWS. A tecnologia em análise: Manutenção do seu PC. out. 2007.
Disponível em: http://reviews.com.pt/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=799
1 – Quais são os três tipos básicos de Manutenção? a) Manutenção preventiva, corretiva e reparativa. b) Manutenção preventiva, corretiva e preditiva. c) Manutenção proativa, corretiva e preventiva. d) Manutenção preventiva, progressiva e retroativa.
2 – Todo computador é constituído de duas partes distintas, quais são elas? a) Unidades de armazenamentos e de processamento.
b) Monitor e Gabinete. c) ardware e Software. d) Drives e periféricos.
3 - Marque com um X apenas o que não se trata de Hardware: a) Sistema Operacional
b) Placa Mãe
c) Fonte de Alimentação d) Memória
4 – Como são classificados os dispositivos do computador? a) Dispositivos de hardware e periféricos.
b) Dispositivos de entrada, saída, de armazenamento e processamento. c) Dispositivos de hardware e de software.
d) Dispositivos de entrada, de saída, I/O, de armazenamento e processamento. 5 – Quais das alternativas abaixo só se referem aos periféricos?
a) Monitor, impressora e caixa de som. b) Caixa de som, teclado e processador. c) Disco rígido, memória RAM e impressora.
d) Monitor, impressora, caixa de som, teclado, placa mãe.
6 – Meu computador parou de funcionar e foi detectado que a memória RAM queimou e como solução foi necessária substitui-la. Que tipo de manutenção de computador foi realizado neste micro?
a) Manutenção corretiva b) Manutenção proativa. c) Manutenção preventiva. d) Manutenção preditiva.
7 – Meu computador começou a ficar muito lento. Ao realizar uma analise foi constatado que meu disco rígido (HD), estava lotado. Foi realizada uma limpeza de disco, excluindo os arquivos temporários e tam-bém uma desfragmentação do disco, resultando numa melhora do desempenho do meu micro. Que tipo de manutenção de computador foi realizado neste micro?
a) Manutenção corretiva b) Manutenção proativa. c) Manutenção preventiva. d) Manutenção preditiva.
8 – Eu possuo um monitor Thouch Screen( aqueles monitores sensível ao toque, quando tocamos na tela “clicamos” no que queremos em vez de usarmos o mouse). Este Dispositivo pode ser Classificado como: a) Dispositivo de entrada.
b) Dispositivo de processamento. c) Dispositivo de entrada e saída. d) Dispositivo de saída.
Nosso primeiro dispositivo de hardware a ser estudado e também considerado o “cérebro” do compu-tador, conhecido como processador., conhecido como processador. A Unidade Central de Processamento (UCP), também conhecida por CPU (termo em inglês Central Processing Unit), é responsável por “todo” o processamen-to dos dados e cálculos necessários para o funcionamenprocessamen-to dos programas que são executados no computador.
Antes de falar dos processadores atuais, precisaremos ter uma pequena noção de sua história.
2.1 A História da Evolução do Processador
O primeiro microprocessador comercial foi inventado pela Intel, em 1971, para atender uma empresa japonesa que precisava de um cir-cuito integrado. A Intel projetou o 4004, que era um circuito integrado programável que trabal-hava com registradores de 4 bits, 46 instruções, clock de 740Khz e possuía cerca de 2300 transis-tores (tinha uma capacidade de calcular cerca de até 92.000 instruções por segundo). Percebendo a utilidade desse invento, a Intel prosseguiu com o desenvolvimento de novos microprocessadores: 8008 (o primeiro de 8 bits, com clock de 800 Khz), a seguir o 8080 e o 8085. O 8080 foi um grande sucesso e tornou-se a base para os primeiros microcom-putadores pessoais na década de 1970, chegando aos 2Mhz de clock. Outras empresas, como a Motorola, possuíam o 68000 e a MOS Technology o 6502. Todos esses microprocessadores de 8 bits foram usados em muitos computadores pessoais como o Bob Sinclair, Apple, TRS, Commodore e outros.
Em 1981, a IBM decidiu lançar-se no mercado de computado-res pessoais e no seu IBM-PC utilizou um dos primeiros microproces-sadores de 16 bits, o 8088 (derivado do seu irmão 8086 lançado em 1978) que viria a ser o avô dos computadores atuais. A Apple, nos seus computadores Macintosh, utilizava os processadores da Motorola, a família 68000 (de 32 bits). Outros fabricantes também tinham os seus microprocessadores de 16 bits, a Zilog tinha o Z8000, a Texas Instru-ments o TMS9900, a NationalSemiconductor o 16032, mas nenhum fabricante teve tanto sucesso como a Intel, que sucessivamente foi
lançando melhoramentos na sua linha 80X86, tendo surgido, assim, por ordem cronológica, o 8086, 8088, 80186, 80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro, Pentium MMX, Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Pentium M, Pentium D, Pentium Dual Core, Core 2 Duo,QuadCore e os I3, I5 e I7.
02.
Dispositivo de Hardware -
Processador
Fig. 27 -Microprocessador Intel 8008 - Fonte: http://dicload.blogspot.com
Fig. 28 - Microcomputador IBM-PC 5150 Fonte: http://portal.zwame.com
Como grande concorrente da Intel, a AMD, a partir de certo momento deixou, de “criar clones” da Intel e partiu para o desenvolvimento de sua própria linha de microprocessadores: K6, Athlon(K7), Duron, Turion, Sempron, Athon XP/MP, AMD64(K8), Athlon 64, Athlon 64x2, Athlon FX, Turion 64 , Turion 64 X2, Phenom (k10) e o Bulldozer.
2.1.1 Processador Intel 486
Os i486 (processadores Intel 80486 e seus derivados: 80468, 80486 SX, 80486 DX, 80486 DX2, 80486 SX2, 80486 SL, 80486 SL-MN e 80486 DX4) tinham um barramento de dados e um barramento de en-dereços de 32 bits. O barramento de endereço de 32 bits possibilita o processador acessar diretamente até 4,3 gigabytes/seg da memória RAM. Possuíam as diversas taxas de clocks internas, que variavam de: 16, 20, 25, 33, 40, 50, 66, 75 e 100 MHz (os valores de 75 e 100 Mhz foram pouco comercializados devido ao alto custo).
2.1.2 Processador Intel Pentium
O Pentium foi a quinta geração da arquitetura x86 de micropro-cessadores criada pela Intel, em 22 de março de 1993. Foi o sucessor da linha 486, denominado 80586, ou i586, e foi registrada como Pentium. Os processadores Pentium ofereciam o dobro de desempenho de um 486 por ciclo de clock. Dessa forma, o Pentium 60 Mhz era mais potente compara-do ao 80486 de 100Mhz.
Bit (“BInary digiT”, em inglês ou dígito binário) é a menor unidade de informação que pode
ser armazenada ou transmitida. Um bit (“b”) pode assumir somente 2 valores: 0 ou 1, verdadeiro ou falso, positivo ou negativo.
O conjunto de 8 (oito) bits formam 1 byte (“B”, em maiúsculo). A combinação de 0 e 1 nesses 8 bits de um byte (10101001, 28) nos permite ter 256 combinação de valores, que representam todas as letras (maiúsculas e minúsculas), sinais de pontuação, acentos, caracteres especiais e até infor-mações que não podemos ver, mas que servem para comandar o computador e que podem inclu-sive ser enviados pelo teclado ou por outro dispositivo de entrada de dados e instruções.
Clock: Todas as atividades realizadas no computador necessitam de uma sincronização.
O clock é um sinal usado para coordenar as ações de dois ou mais circuitos eletrônicos. Quando os dispositivos do computador recebem o sinal de executar suas atividades, dá-se o nome de “pulso de clock” e, em cada pulso, os dispositivos executam suas tarefas, param e aguardam ao próximo ciclo de clock.
Fig. 29 - Processador 80486 da Intel Fonte: http://www.tecmundo.com.br
Fig 30 - Processador Pentium Fonte: http://pt.wikipedia.org
Foram fabricados com uma técnica de 0.8 microns (800 nm) e trabalhavam com os clocks de 60, 66, 75, 90, 120, 133, 150, 166, 200, 233, 266 e 300 MHz.
2.1.3 Processador Intel Pentium Pro
O Pentium Pro foi um processador introduzido no mercado em 1995, com o intuito de ser um processador voltado ao mercado de alto desempenho e não um concorrente direto do Pentium original. Trouxe al-terações inéditas na arquitetura de processamento, sendo o primeiro pro-cessador a possuir um núcleo RISC, aumentando em aproximadamente 50% sua performance em relação a um Pentium de mesmo clock.
Foi desenvolvido para competir no mercado de máquinas de alto desempenho (estações de trabalho e servidores), onde o principal atrativo era o suporte a multiprocessamento, podendo haver até quatro processadores Pentium Pro em uma mesma placa-mãe, utilizando processamento paralelo.
Além disso, foi o primeiro processador com cache L2 integrado. Trabalhava nas frequência de 166, 180 e 200 Mhz.
2.1.4 Processador AMD K5
No mesmo ano de lançamento do Pentium Pro, a AMD começava a ganhar mercado com modelos similares, principalmente como o AMD K5, forte concorrente do Pentium.
O mícron (µm) é uma medida de tamanho, usada para entre outras coisas medir o tamanho dos transistores que formam um processador. 1 mícron equivale a 1 milésimo de milímetro ( 1/1000 mm ou 1 × 10-6m). Outro termo utilizado quando queremos nos referir a tamanho é o nanômetro (nm) , em que 1 nanômetro = 10-9 metro.
Processador com núcleo RISC: O padrão com a arquitetura RISC (Reduced Instruction Set Computer, ou “computador com um conjunto reduzido de instruções”), consiste em executar peque-nas e simples instruções que levam aproximadamente a mesma quantidade de tempo para serem executadas. Dessa forma, permite aumentar o clock e, devido a sua simplicidade, são mais baratos de serem fabricados. Antes desta tecnologia, o padrão usado era o CISC (Complex Instruction Set Computer, ou “computador com um conjunto complexo de instruções”), que possuía centenas de instruções complexas. Exemplos de processadores com núcleo CISC são os 386 e 486.
Fig. 31 - Processador Pentiun Fonte: Prohttp://www.prof2000.pt
Fig. 32 - Processador AMD K5 Fonte: http://www.tecmundo.com.br
2.1.5 Processador Pentiun II
O Pentium II foi um microprocessador x86 fa-bricado pela Intel introduzido no mercado em maio de 1997. Veio em resposta ao aumento da concorrência (AMD, Cyrix e IDT). A primeira mudança relacionada ao Pentium II é o novo formato de cartucho,
semelhan-te ao de videojogo, chamado de SECC. A família Pentium II foi inicialmensemelhan-te produzida com a técnica de 0.35 micróns, e possuia um cache L2 de 128kb. Suas frequências variavam de 233, 266,300,333,360,400,450,500,550 Mhz.
2.1.6 Processador AMD K6
Foi o substituto do AMD K5 e foi o primeiro a superar o processador Pentium em termos de desempenho. Possuíam velocidade que variavam de 200 a 550 Mhz e foram fabricados em 0,35 microns, chegando as 0.25 mi-crons na versão K6-2. Devido a algumas modifi cações, teve um grande au-mento de desempenho, principalmente em aplicativos 3D, se comparados aos concorrentes na época.
2.1.7 Processador IntelPentiumIII
A família Pentium III foi a sexta geração de processadores da Intel e a que tinha o maior número de variações na sua arquitetura, que iam desde a velocidade do barramento, quantidade de memória cache e slots diferentes, e em alguns casos havendo a necessidade de, além de trocar o processador, ter também que trocar a placa-mãe e usar módulos de memória RAM compatíveis.
Sua velocidade variou de 400 a 1400 Mhz, sendo fabricados inicialmente com 250 nm ou 0.25 mícron chegando em sua plenitude aos 0,18 mícron. Em relação à memória cache, chegou a ter 512 KB de cache L2, trabalhando na mesma frequência do processador.
A Lei de Moore: em 1965, Gordon Moore, um dos fundadores da Intel, afi rmou que o clock dos processadores dobrava a cada 18 meses. Tal afi rmação foi conhecida como a Lei de Moore, que foi verdadeira durante anos, principal-mente no fi nal da década de 90. Sempre que uma empresa lançava um modelo, meses depois a outra lançava outro que o superava. Isso fi cou bastante evidente nos anos de 1999 e 2000, quando o Pentium 3 e o AMD Atlhon (K7) estavam guerreando pelo maior clock. Por um período de tempo, a AMD liderou a dispu-ta, pois o Atlhon, que trabalhava com frequências maiores que 1Ghz, superou o Pentium 3. A reviravolta da Intel veio com o lançamento do Pentium 4 em 2001, que trabalhava com até com 2 Ghz, voltando ao topo do mercado.
Fig 33 - Gordon Earle Moore Fonte: http://3.bp.blogspot.com
Fig 34 – Microprocessador Pentium II Fonte: http://www.tomshardware.com
Fig 35 - Processador AMD K6-2 Fonte: http://pt.wikipedia.org
2.1.8 Processador AMD Athlon (K7)
Os processadores Athlon K7 faziam parte da sétima geração de processadores da AMD
(Advanced Micro Devices), produzidos a partir dos anos de 1999, possuía frequências de 500 à
2333Mhz, cache L2 de 512 KB e, devido às novas modifi cações e investimentos em sua arquitetua, possuía um maior desempenho quando comparados aos processadores da Intel com o mesmo clock. Este sucesso permitiu um grande aumento na fatia do bolo quando nos referimos a vendas de poces-sadores no mercado consumidor.
Front Side Bus ou FSB (Barramento frontal):É um barramento de transferência de dados entre a CPU e a pon-te norpon-te (northbridge, também conhecido como chipset), responsável pela comunicação entre a CPU, memória RAM e placa de vídeo e também com a ponte sul (southbridge), responsável por “todos” os demais dispositivos como HD, USB, rede, áudio, bios e outros. Neste momento, o impor-tante aqui é saber que, quanto maior for o FSB, mais in-formações o processador terá acesso, ou, falando de outra forma, a informação chegará mais rápido ao processador, aumentando seu desempenho.
Fig 36 - Processador Pentium III – Slot 1
Fonte: http://www.sqa.org.uk Fig 37 - Processador Intel Pentium III -Soquete 370Fonte: http://www.powersourceonline.com
Fig. 38 - Fonte: http://www.tecmundo.com.br
Um ponto que podemos considerar como negativo foi que, devido a este grande aumento de desempenho principalmente pelo alto número de clocks, houve a necessidade de usar coolers maiores com ventoinhas mais potentes para refrigerar o processador que gerava altas temperaturas.
2.1.9 Processador AMD Athlon XP
O Athlon XP, pertencente à geração da família K7, foi lançado na mesma época que o Windows XP, mas cada “XP” tem seu signifi cado. No caso do Windows, signifi ca “eXPeri-ence”, e no caso do Athlon signifi ca “eXtra Performance”.
Devido a sua arquitetura, ele era capaz de processar mais instruções por clock (IPC) que o Pentium 4. Dessa forma, tinha o mesmo desempenho que um P4, usando um clock infe-rior, resultando um baixo consumo de energia e menor aqueci-mento, continuando a ser uma ótima opção de uso.
O termo 2600+ não signifi ca a sua frequência real; é apenas uma referência ao seu modelo. Sua frequência era de 2,0 Ghz e ele trabalhava numa temperatura máxima de 85ºC. Uma grande van-tagem dos processadores da AMD era que, se o cooler não o resfriasse, por ter queimado a ventoinha, por excesso de poeira ou má encaixado, o processador, ao chegar à sua temperatura crítica, desligava automaticamente, evitando que o processador se queimasse. Esta funcionalidade já era encontrada nas versões anteriores.
Os processadores Celeron e Duron foram criados pela Intel e AMD, respectivamente, como alternativa de fornecer processadores de baixo custo. Eles possuíam um bom poder de processa-mento, mas com baixa memória cache e outras limitações que, para usuários domésticos, serviam aos seus propósitos, mas para usuários que necessitavam de grande poder de processamento, como aplicativos pesados e jogos, principalmente os 3D, deixavam muito a desejar.
O Celeron foi uma alternativa da Intel, em resposta ao K6 (de baixo custo) da AMD. Da mes-ma formes-ma, a AMD, apesar de possuir preços mes-mais baratos, deixou o K7 concorrendo com o Pentium III e criou o Duron para concorrer com o Celeron.
Fig. 41 - Cooler, (é o conjunto dissipador de calor e ventoinha) e embaixo de toda essa estrutura fi ca processador. Fonte: http://infodemetrio.blogspot.com
Fig 42 - Processador Athlon XP2600+, FSB 400 MHz, Soquete 462 . Fonte: http://www.google.com.br
ProcessadorPentiun4 (P4)
Os processadores Pentium 4 tinham velocidades que variam 1.3 até 3.8 Ghz, cache L2 de até 2 MB nos modelos mais sofi sticados; eram fabricados com 0,18 a 0,09 micron eadotou-se a arquitetura de 64 bits.
Apesar de tudo isso, ela ainda se mantinha com baixo rendimento comparado os outros proces-sadores. A alta frequência do processador servia para compensar o baixo rendimento na realização das suas atividades e como consequência geravam-se altas temperaturas e grande consumo de energia.
2.1.10 ProcessadorPentiun D - Arquitetura NetBurst
Em um determinado momento, aumentar o número de clocks tornou-se inviável, fazendo com que a Intel adotasse outra linha de ação para aumentar o desempenho dos seus processadores. Para isso, juntou dois Pentium 4 em um só, dando origem aos processadores de núcleo duplo, chamados Pentium D.
Os analistas especularam que a corrida de clock entre Intel e AMD chegaram ao fi m, contrari-ando a Lei de Moore e como solução imediata foi o investimento nos processadores multicore(multiplos núcleos), sendo a Intel a primeira a lançar-se no mercado.
Toda hora, ouvimos falar em aquecimento, quando nos referimos aos processadores. Devi-do à alta frequência, e por características Devi-dos componentes internos que conduzem a energia e as informações no processador, gera-se um aquecimento dos componentes, e estes, para trabalharem em perfeitas condições de uso, necessitam que sejam resfriados para evitarem que se queimem. Para isso, temos o cooler (ventoinha e o dissipador de calor), que tem como objetivos dissipar o calor gerado pelo processador. Mas, para a ventoinha funcionar, ela necessita de energia,um dos fatores primordiais na era moderna em que vivemos. Um exemplo é o notebook: quando ligado, percebe-mos a ventoinha ligada refrigerando o processador, que gasta a energia da bateria, diminuindo a sua autonomia. Evitar gastar energia signifi ca aumentar o tempo de uso de um equipamento, já que as batarias possuem limitações no armazenamento de energia.
Fig. 43 – Processador Pentium 4 Fonte: http://www.fi lipecosta.com
Fig 44 - Processador Intel Pentium 4 -3.0 Ghz, soquete 775 - Fonte: http://adosfrancos.olx.
1.11 Processador AMD64 (K8) ou Athlon64
Ele foi a evolução do Athlon K7. Ainda com o núcleo singlecore (núcleo simples), foi o primeiro processador a usar a tecnologia de 64 bits, totalmente compatível com o Windows e com o grande atrativo de seu desempenho e preço comparados com os da Intel.
Para concorrer com os processadores multicore da Intel, foi lançado o Athlon 64 X2, que pos-suiam dois núcleos e,por conta da sua redundância, já que todo multicore trabalha com 64bits, passou a ser chamar simplesmente de Athlon X2.
Também tiveram as versões Athlon FX, que consistiam em processadores destravados que per-mitiam o overclock, além de outras vantagens. O Turion 64 e o Turion 64 X2, singlecore e multicore respectivamente, são processadores dedicados aos dispositivos portáteis como notebooks, devido prin-cipalmente ao baixo consumo de energia e também concorente direto do Core 2 Duo.
2.1.12 Processador AMD Sempron
Mantendo a ideologia de deixar a linha Athlon para concorrer com os processadores de alto desempenho da Intel, o Sempron foi o sucessor dos processadores AMD Duron, voltado para processadores de baixo cus-to. Ele é o concorrente direto dos processadores Intel Celeron.
O Sempron segue a arquitetura do K8, tendo as versões Sempron 64 e Sempron 64 X2.
Soquete - o soquete é a estrutura onde encaixamos o processador, cada tipo de
proces-sador tem um soquete para o mesmo e uma numeração que o identifi ca. Ele é feito de modo que só haja uma posição de encaixe e que só permita encaixar processadores que a placa mãe suporte. Salvo em raríssimas exceções no passado. Dessa forma revise as imagens dos processadores e per-ceba que sempre haverá uma seta indicadora, ranhuras e as posições daspinagens podemvariar, tudo para fazer com que não permita que um processador seja encaixado de forma errada ou numa placa mãe que não a suporte.
Este é um procedimento que deve ser feito com muito cuidado, para evitar danifi car o processador. Nunca force o encaixe, e sempre verifi que a posição de encaixe.
Fig 46 -Processador Athlon64 3000+, 1,800Mhz Fonte: http://www.kalexinformatica.com.br
Fig 47 - Processador AMD Sempron Fonte: http://www.google.com.br
2.1.13 Processador Dual Core
Diferente do Pentium D, que basicamente consistia na união de dois Pentium 4 no mesmo pro-cessador, com alto consumo de energia, o Pentium Dual Core continua usando dois núcleos P4 no mesmo processador, mas com o atrativo de maior desempenho e baixo consumo de energia comparado ao D.
2.1.14 Processador Intel Core 2 Duo
Este processador surgiu de uma nova técnica que permitiu superar muitas das limitações do Pentium D. Ele contém dois núcleos internos, chegando a altas frequências e ótimo desempenho.
Com o grande sucesso da Intel que recuperou boa parte do mercado consumidor, logo lançou o Core 2 Quad, que, em resumo, consiste na união de dois Core 2 Duo (processador com 4 núcleos).
É bom lembrar que, apesar de agora eu não estar mencionando a frequência, quantidade de cache L1 e L2, micros e outras informações, quero resaltar que cada modelo de processador possuía uma grande gama de frequências, chegando a um pouco mais que 3Ghz, cache L2 de até 4 a 8 MB, podendo haver até cache L3 em alguns tipos mais sofisticados e microns cada vez menores. O importante agora não era apenas quem tinha maior frequência, mas sim a quantidade de instruções que poderiam ser rea-lizado por clock com menor consumo de energia, ou seja, eficiência e desempenho.
Outro fator importante que ainda não foi mencionado é que, para que um programa tenha bom desempenho quando “rodado” num processador Multicore, ele deve ter suporte e permitir realizar tare-fas independentes sem que uma instrução dependa da outra. Basicamente, falando de uma forma bem simples, pois os processadores são muito mais complexos que essa explicação, se uma instrução que está no núcleo 1 depende do resultado de uma informação que ainda está sendo executado no núcleo 2. O núcleo 1 ficará ocioso, parado, aguardando o resultado para continuar executando as instruções no nú-cleo 1. De um certo modo, o desempenho desse programa será parecido como se tivesse sido “rodado” num processador singlecore (um núcleo).
Por isso, temos uma falsa impressão de que se o processador tem dois núcleos e ele será duas vez-es mais rápido que o de um núcleo. Por conta de outros fatorvez-es e, principalmente, a tecnologia de execução dos programas, o desempenho dos multicores aumenta em cerca de 30% comparados aos singlecores.
Fig. 49 - Pentium Dual Core E 2160 – 1,80 Ghz, 1 MB de L2, 800 Mhz de FSB Fonte: http://imageshack.us
2.1.15 Processador AMD K10 (Phenom)
Esta nova séria de processadores da AMD veio substituir a série K8 (a sigla K9 foi pulada devido a marketing) e concorrer com os modelos da Intel. Foram lançados os modelos Phenom X3 e X4, com três e quatro núcleos respectivamente. Apesar da nova arquitetura, a AMD aproveitou os recursos e experiências adquiridas, mantendo o controlador de memória(MemoryController), além do cache L1, L2 e o grande e compartilha L3.
Possuíam suporte a memória DDR2 e, posteriormente, a DDR3, nos processadores Phenom II. Estes foram lançados nas versões Phenom II X2, Phenom II X3, Phenom II X4 e Phenom II X6, com 2, 3, 4 e 6 núcleos respectivamente.
Apesar dos grandes avanços e melhorias, a Intel mostrou-se mais efi ciente, difi cultando a expansão da AMD no mercado consumidor.
Perceba a ilustração das cores, numerados de 0 a 5 e dos respectivos caches.
2.2 Processadores Atuais
Depois dessa resumida história da evolução dos processadores, falaremos um pouco mais sobre os processadores da atualidade e suas características.
Fig. 51 - Processador AMD Phenom II X6 Fonte: http://sgsni.blogspot.com
Fig. 52 - Imagem interna do Processador AMD Phenom - Fonte: http://www.hardware.com.br
Fig. 53 – Processador Phenom II
2.2.1 Processador AMD Bulldozer
A nova linha de processadores da AMD foi lançada em 2011, com uma nova arquitetura total-mente diferente das anteriores. Além dos recursos que o consagraram, como o controlador de memória, o uso do barramento HyperTransport para a comunicação entre o processador e o chipset também intro-duziu um equivalente da tecnologia Intel Turbo Boost, que permitirá ao processador fazer overclock auto-maticamente, caso você esteja rodando programas pesados e se a dissipação térmica ainda estiver dentro das especificações de limites de uso, ou seja, se ele ainda estiver dentro dos limites de temperatura, já que o overclock resulta em superaquecimento do processador, ele poderá ser acionado automaticamente.
A arquitetura Bulldozer conta com um design em módulos, onde cada módulo é composto de dois núcle-os inteirnúcle-os independentes, que compartilham muitnúcle-os recursnúcle-os, principalmente o cache L2, além de manter o cache L3 compartilhado em todos os núcleos. Essas modificações consistem em aumentar o acesso a L2 e diminuir o custo e consumo de energia, permitindo, dessa forma, criar processadores menores, mais baratos e de menor consumo.
Mais um recurso incluído foi o gerenciamento de energia na arquitetura Bulldozer, que permite ao processador simplesmente cortar a alimentação de unidades que não estão sendo usadas e também poder desligar completamente qualquer “núcleo” do processador que não esteja sendo usado.
Os processadores destinados a computadores desktop têm o codinome de Zambezi, com versões de 4, 6 e 8 núcleos, chegando aos incríveis 16 núcleos os destinados a servidores batizados de Opteron.
Serão fabricados com 32 nm e somando os cachês L2 e L3 terão12, 14 e 16MB de memória interna, para o Zambezi de 4, 6 e 8 núcleos respectivamente, sendo 1MB de L2 em cada núcleo e 8MB de L3. Um consumo máximo de 95 a 125 W, suporte a DDR3 de 1866Mhz, soquete AM3+ e muitos outros recursos.
Outra expectativa para o ano de 2011 é o lançamento dos primeiros processadores APU. No início do corrente ano, a AMD comprou a ATI, empresa de grande peso na área de proces-samento de vídeo e concorrente da Nvidia. Com essa fusão, a AMD promete trazer uma nova arquitetura em processadores, designada de APU, ou Unidade de Processamento Acelerado.
Fig. 55 - Processador AMD Bulldozer, Zambezi de 2 módulos( quatro núcleos) - Fonte: http://amd.adrenaline.com.br
Essa tecnologia difere de qualquer CPU (Unidade Central de Processamento) ou GPU (Unidade de Processamento Gráfico), pois é uma mistura dos dois, isto mesmo, a fusão de um processador multi-core, DirectX 11 e vídeo com resolução de 1080p HD, tudo em um único componente.
Um dos aspectos importante está relacionado ao espaço físico ocupado, o menor consumo de energia e o alto desempenho.
A linha Fusion está dividida em três modelos: a Series “C” para netbooks, ultraportáteis,tablets etc.; a Series “E” para notebooks de baixa potência e desktops; e a Series “A”, com CPU quad-core e de-sempenho mais forte, para notebooks e desktops mais potentes.
Segundo pesquisas feitas pela empresa Futuremark, utilizando seu software 3DMark, este usado para testar o desempenho do processamento de vídeo, nos chips Series “E” e “C”,obteve-se desempenho melhor em vídeo em HTML 5 de 35% e 92%, respectivamente, em relação a alternativas semelhantes da Intel.
Ainda não sabemos muitos detalhes e aguardamos o seu lançamento e chegada ao mercado consumidor.
2.2.2 Processador Intel Core i3, i5 e i7
No início de 2006, a Intel estava em uma situação complicada. O Pentium D, baseado na arquitetura NetBurst, perdia para o Athlon X2 em termos de desempenho, eficiência, maior gasto de energia e pouco rendendo. Na época, os pro-cessadores AMD eram superiores tanto nos desktops quanto nos servidores e a Intel perdia terreno rapidamente em ambas as frentes. Quando tudo parecia perdido, a Intel apresentou a arquitetura Core, que deu origem ao Core 2 Duo e aos demais
processadores desta linha, com os quais conseguiram virar a mesa e, para evitar o mesmo erro cometido anteriormente com a NetBurst, a Intel investiu maciçamente em pesquisas em diversas linhas de ação.
O grande marketing na nova arquitetura fez a Intel lançar os novos processadores Core i3, i5 e i7 de codinome Nehalem. Antes de tudo, quero esclarecer que a indicação i3, i5 e i7 não fazreferência ao número de nú-cleos encontrados em cada processador, mas sim ao modelo e definições dos recursos encontrados em cada um deles.
Começando pelo Core i3, o irmão caçula, o proces-sador para os usuários de menos exigência vem substituir o Core2Duo. Ele é constituído de dois núcleos de processa-mento, tecnologia Intel Hyper, memória cache L3 de 4 MB compartilhada, controlador de vídeo, suporte para memória RAM DDR3 de até 1333 MHz,além de inserir o controlador de memória, já adotado há muito tempo pela AMD.
Fig. 57 – Logomarca dos processadores Core i3, i5 e i7. Fonte: http://deumclique.com
Fig. 58 – Processador Intel Core i3. Fonte: http://www.edei.com.br
Fig. 59 – Gerenciador de tarefas do Windows Fonte:http://www.noticiastecnologicas.com.br
Com a tecnologia Intel Hyper-Threading (HT), o processador pode realizar mais de uma in-strução por ciclo, dando a impressão que possui dois núcleos, processando ao mesmo tempo e, dessa forma, o i3, que possui dois núcleos, “ganha” mais dois núcleos virtuais, dando a impressão de termos 4 núcleos (podemos notar isso indo ao Windows, no gerenciador de tarefas, desempenho e visualizaremos a quantidade de CPUs disponíveis).
Não são 4 núcleos reais de processamento, mas 2 núcleos reais, e mais 2 núcleos virtuais, criados pela tecnologia HT. O Core i3 é baseado na última ar-quitetura da Intel (Nehalem, núcleo Westemere) e no último processo de fabri-cação de 32nm.
Como em todos os processadores Intel Core i3 e Core i5, o i3-330M vem com uma placa gráfica in-tegrada Intel HD Graphics, e também um controlador de memória DDR3 de 1066 MHz. Ambos os compo-nentes (CPU e processador gráfico) estão juntos no mesmo encapsulamento.
Inicialmente, foram lançados dois modelos, o I3-530 e o i3-540, com 2,93 e 3,06 Ghz, respectivamente, todos com dois núcleos emulando terem quatro.Posteriormente, foram lançados diversos outros modelos.
Já o Core i5, é um modelo intermediário, destinado a usuários de médio porte, podendo ter 2 ou 4 núcleos, com L3 de 4 a 8MB compartilhado e todas as demais tecnologias contidas no seu irmão i3, emulando, dessa forma, ter entre 4 e 8 núcleos, com o diferencial de ter a tecnologia Turbo Boost.
Fig. 60 – Gerenciador de Hardware do Windows Fonte: http://www.noticiastecnologicas.com.br/
A linha de processadores Core i7 é destinado àqueles que neces-sitam de um poder de processamento de alto nível. Todos os CPUs da série Core i7 possuem quatro núcleos (o i7-980X possui seis núcleos), memória cache L3 de 8MB, controlador de memória integrado, tecnologia Intel Turbo Boost, tecnologia Intel Hyper-Threading, tecnologia Intel HD Boost e ainda o recurso Intel QPI.
A tecnologia Intel HD Boost permite que os softwares que trabalham com conjuntos de in-struções específicas, além das inin-struções principais denominadas como SSE contidas em todo proces-sadores, tenham uma máxima performance.
O recurso Intel QPI, ou QuickPathInterconnect (Inter-conexão de Caminho Rápido) serve para aumentar o desempenho. Ao invés de aumentar a frequência ou a tensão, o recurso Intel QPI aumenta a largura de banda (o que permite a transmissão de mais dados por vez). Vale salientar que este recurso só está presente nos CPUs Intel Core i7 da série 900 e possibilita taxas de transferência de até 25.6 GB/s.
Fig. 62 - Tabela de modelos e suas características do Core i5 - Fonte: http://www.tecmundo.com.br
Fig. 63 – Processador Intel Core i7. Fonte: http://sgsni.blogspot.com
Fig. 64 – Imagem ilustrativa do Processador Intel Core i7.
Apesar de muito se falar, quase não foi explicada a real função da memória cache no proces-sador. O processador executa uma infinidade de instrução e dados, numa velocidade muito maior que qualquer coisa na placa-mãe. Para que possa realizar todas as instruções na velocidade máxima que pode exercer, ele necessita de componentes que possam armazenar tais informações em tempo hábil, para evitar que o processador fique esperando a instrução ou o dado chegar. Dessa forma, usa-se o cachê L1.Ele é pequeno e tão veloz quanto o processador. Para manter o L1 sempre atualizado de instruções e dados a serem executados, foi criado o cache L2. Por ser maior, armazena muito mais informações que podem ser usadas de imediato na L1. Por diversas razões e voltada para manter a eficiência e evitar que o processador fique ocioso, esperando a informação chegar até ele, principalmente nos processadores multicore, foi criado o cache L3, que é bem maior que L1 e L2 e normalmente compartilhado a todos os núcleos. Deixá-lo compartilhado diferente da L1 e L2, que são exclusivos aos seus núcleos, permitiu um acesso direto das informações de um núcleo a dados que outros núcleos estejam executando.
Geralmente, as instruções são “carregadas” em sequência, mas às vezes pode ocorrer que um dado ou instrução tenha de ser executado e não se encontra nessa sequência de execução disponível. Nesse caso, o processador verifica na L1, e não a encontra, na L2 também não, e nem na L3. Assim, será verificado se tal instrução ou dado encontra-se na memória RAM, onde ficam carregados todos os pro-gramas em execução. Já sabemos que o barramento FSB faz a comunicação da CPU com a memória RAM, e também sabemos que a velocidade dela é bem inferior à velocidade do processador. Se fizermos uma comparação bem grosseira, imaginando que o processador corra a 200km/h e o barramento a 40km/h, podemos perceber que o processador, quando quiser alguma informação que esteja na memória RAM,
vai ter de esperar, ou seja, aguardar, ficar ocioso, até que a informação chegue. Agora podemos perceber que o desempenho de um computador não depende só do processador, mas sim de um conjunto de fatores relacionados a ele.
Esses fatores variam por diversos motivos, dentre eles, a arquitetura usada na sua construção, o número de clocks que uma operação necessita usar para ser executada (quanto maior o número, menor é o rendimento do processador). Se o processador A usa 3 ciclos de clock para realizar uma tarefa e o pro-cessador B necessita de 7 ciclos, apesar de parecer pouco, se quisermos realizar 10.000 vezes esta mesma operação, o processador A necessitará de 30 000 ciclos e o B de 70 000 ciclos. Dessa forma, Considerando que os dois processadores possuem a mesma frequência, percebemos que o processador A realiza a mesma tarefa em menos da metade do ciclo que o processador B.
Outro fator está relacionado à quantidade de memória cache usada, e a velocidade de acesso o processador e elas. Da mesma forma que a velocidade do barramento frontal FSB e da memória RAM que é gerenciado pelo chipset.
Podemos perceber que, para termos um maior desempenho, não basta somente termos um grande número de clock, mas a sua arquitetura, instruções e mecanismos de manipulação dos dados também são importantes. A limitação no número de clocks fez as indústrias desenvolverem meios de aumentar o número de operações por segundo, recorrendo aos processadores com múltiplos núcleos, ex-ecutando processos paralelamente, de modo que dois fazem uma tarefa mais rápido do que apenas um.
Ao chegar a esta conclusão, vi uma reportagem de um centro de pesquisa que estava desenvolv-endo um processador com 100 núcleos, garantindo ser 20 vezes mais rápido que os processadores atuais.
Logo, se mantenham sempre atualizados nas inovações tecnológicas e ao futuro.
Antes de finalizarmos essa unidade, explicarei mais alguns conceitos, mencionados acima.
2.3 Conceitos Básicos
2.2.3 O Conceito de bit
A palavra bit é uma abreviatura de “Binary Digit” (em inglês, “dígito binário”). Este termo foi criado pelo engenheiro belga Claude Shannon que, em 1949, elaborou uma teoria matemática onde usava esta palavra para simbolizar a unidade de informação.
Tudo na informática é medido ou representado em bits (“b” – note que a letra é em minúsculo), desde a representação de um número decimal até a velocidade de transmissão ou processamento de dados. O bit também é a base de toda a linguagem usada no computador, ou seja, o sistema binário ou de base dois, representado pelos algarismos 0 e 1. Dessa forma, se o computador quiser representar o número 56, ficaria 111000 (56 em decimal = 111000 em binário). Cada número na representação binária é um bit, logo, o número 56 em decimal necessita
Agora que sabemos o que é um bit, podemos entender o que é um byte.
O byte (“B”, em maiúsculo) foi criado em 1956 pela IBM, e é composto por 8 (oito) bits. Com ele, podemos representar qualquer caractere. Então, a partir de agora sabemos que, para representar a letra “t”, é necessário 1 byte, ou seja, 8 bits.
1 byte = 8 bits ( 1B = 8b)
Logo, para convertermos 1024 bits em byte basta dividir por 8, assim 1024 b = 128 B.
Parece confuso, não é? Mas não é, não. Nós estamos acostumados a representar um núme-ro utilizando a base 10(decimal), onde usamos 10 representações para formar qualquer númenúme-ro (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9). Dessa forma, para representar o número 56, usamos 5 e 6, como estamos acostu-mados desde nossos primórdios na escolinha. Devido à arquitetura, teoria e limitações computacio-nais que não serão estudadas aqui, o computador trabalha com a base 2 ( 0 e 1 – dois algarismos), e com ele pode representar qualquer informação. Assim, o número 56 em decimal é representado por 111000 em binário. Da mesma forma, o número 500 é representado por 111110100. Mas por que o computador não trabalha na base 10 assim como agente? Porque, para ele, é muito mais fácil diferenciar dois algarismos, 0 ou 1, do que 10 algarismos diferentes. Apesar de a representação binária deixar o número 500 bem maior, contendo9 algarismos (111110100), ele o processa muito mais rapidamente pelo computador.
Muitas pessoas se confundem quando nos referimos a bits e bytes. O termo bit é mais usado quando medimos a velocidades de transmissão de dados, como a velocidade de internet, do modem, da taxa de transferência de dados do wireless e similares.
O termo byte é mais utilizado para representar o tamanho de um HD (disco rígido), pen-drive, da memória RAM, do CD e DVD, o tamanho de um arquivo etc.
Usando o mesmo raciocínio,3 0 bytes é igual a 30 x 8 = 240 bits. Dessa forma, para convertermos de: Bit para byte = divide por 8.
Byte para bit = multiplica-se por 8.
2.2.4 Unidades de medida do byte
Para representar grandes arquivos e tamanhos de armazenamentos de dados, são usadas as seguintes representações abaixo:
1 Byte = 8 bits
1 kilobyte (KB ou Kbytes) = 1024 bytes (1024 B) 1 megabyte (MB ou Mbytes) = 1024 kilobytes (1024 KB) 1 gigabyte (GB ou Gbytes) = 1024 megabytes (1024 MB) 1 terabyte (TB ou Tbytes) = 1024 gigabytes (1024 GB) 1 petabyte (PB ou Pbytes) = 1024 terabytes (1024 TB) 1 exabyte (EB ou Ebytes) = 1024 petabytes (1024 PB) 1 zettabyte (ZB ou Zbytes) = 1024 exabytes (1024 EB) 1 yottabyte (YB ou Ybytes) = 1024 zettabytes (1024 ZB)
Na matemática, vimos que 1 kilo representa algo múltiplo de 10³(1kilometro = 1000 metros), devido a base 2, 1 kilo tem 1024 e não 1000.
Dessa forma,1 megabyte tem 1024 kilobytes;
3 gigabytes tem 3 x 1024 megabytes ou 3 x 1024 x 1024 kilobytes; e 512 gigabytes equivale a 0,5 terabytes.
Assim podemos perceber que: Para passar de:
YB < ZB < EB < PB < TB < GB < MB < KB
Para passar de:
YB < ZB < EB < PB < TB < GB < MB < KB
Basta dividir por 1024ao passar por cada unidade de medida.
2.2.5 Convertendo Decimal em binário e vice-versa
Para transformar um número decimal em binário, basta dividi-lo por 2, até que não tenha mais como dividi-lo. Depois, pegue de baixo para cima, começando pelo último quociente e todos os restos das divisões, formando uma sequência de números 1 e 0.
Ao realizar a conversão do número dec-imal 136 em binário, percebemos que dividimos o número136 por 2, tendo como quociente 68 e resto 0; da mesma forma, dividimos o 68 por 2, dando quociente 34 e resto 0; 34 por 2, dando 17 e resto 0; 17 por 2, dando 8 e resto 1; 8 por 2, dando 4 e resto 0; 4 por 2, dando 2 resto 0 e, fi nalmente, 2 por 2, dando 1 e resto 0. Como foi falado acima, para saber o número em binário, basta pegarmos de baixo para cima, começando do primeiro quociente e subir, pegando todos os restos, fi cando, assim, o 10001000.
Você já reparou que o tamanho do seuHD ou CD ou pendriver, sempre é menor do que o anunciado? Isso porque os fabricantes de HD e dispositivos de armazenamentos consideram 01 kilo-byte tendo 1000 kilo-bytes e o sistema operacional considera tendo 1024 kilo-bytes. Assim convertendo as uni-dades, um HD anunciado ter 20GB, o sistema operacional irá ver que tem cerca de 18,9 GB de tamanho.
Fig. 68 – Ilustração de divisão - Fonte: http://gnulinuxbr.com
Usando a mesma ideia, vamos converter os números decimais abaixo relacionados em binário: • 53= 110101 • 79= 1001111 • 143 =10001111 • 305 =100110001 • 1026 =10000000010
Agora que já sabemos converter de decimal para binário, vamos realizar a prova real, ou seja, vamos ver se o que convertemos foi feito corretamente.
Dessa forma, para converter de binário para decimal, precisaremos organizar sob o número binário uma sequência de números 2 e elevar cada número 2 a um número, começando da direita para a esquerda, e iniciando pelo número zero.
Primeira etapa: Colocar sob a sequência o numero 2 para cada bit.
1 1 0 1 0 1
2 2 2 2 2 2
Segunda etapa: Elevar o “2” a expoentes da direita para esquerda começando do zero.
1 1 0 1 0 1
25 24 2³ 2² 2¹ 20
Terceira etapa: Eliminar o “2” que tiverem bit igual a “0”, pois eles não têm valor aqui. 1 1 0 1 0 1
25 24 2³ 2² 2¹ 20
Quarta etapa: Calcular todos os “2” elevados aos seus números correspondentes, com bit igual a “1”. 1 1 0 1 0 1
25 24 2³ 2² 2¹ 20
32 16 4 1
Quinta etapa: Somar os valores calculados. 32 + 16 + 4+ 1 = 53 1 1 0 1 0 1
25 24 2³ 2² 2¹ 20
32 + 16 + 4 + 1
Agora, vamos praticar um pouco, conferindo os números decimais que foram convertidos acima e nos certificando que os cálculos foram feitos corretamente.
• 110101 = 53 • 1001111 = 79 • 100011111 = 43 • 100110001 = 305 • 10000000010 = 1026 Fig. 70
2.3 Conceito de clock
Todas as atividades realizadas no computador necessitam de uma sincronização. O clock é um sinal usado para coordenar as ações de dois ou mais circuitos eletrônicos. Quando os dispositivos do computador recebem o sinal de executar suas atividades, dá-se o nome de “pulso de clock” e, em cada pulso, os dispositivos executam suas tarefas, param e aguardam o próximo ciclo de clock.
A unidade padrão de medida do clock é feita em hertz (Hz), que indica o número de oscilações ou ciclos que ocorrem dentro de uma determinada medida de tempo em segundos. Assim, se um pro-cessador trabalha a 600 Hz, por exemplo, significa que é capaz de lidar com 600 operações de ciclos de clock por segundo.
1 hertz ( Hz) = 1 oscilação de ciclo por segundo.
A figura acima mostra o sinal de clock no formato digital, usado pelo computador, pois ele ne-cessita do sinal num formato constante. Podemos ver o que é um ciclo de clock(em azul), e também a sua frequência, já que na figura temos 10 ciclos em 1 segundo, logo a frequência sendo de 10 Hz.
Utilizando esse padrão, podemos verificar o uso das unidades de medidas como: kilohertz (KHz) para indicar 1000 Hz, assim como o termo megahertz (MHz) é usado para indicar 1000 KHz (ou 1 milhão de hertz). Assim como gigahertz (GHz) é a denominação usada quando se tem 1000 MHz, e assim por diante. Com isso, se um processador tem uma frequência de 900 MHz, significa que pode trabalhar com 900 milhões de ciclos de clocks por segundo (900 x 1000x 1000).
Fig. 71 - Gráfico tempo em segundo por impulso do sinal - representando um ciclo ou 1 Hz – sinal analógico.
Percebem que as unidades de medidas variam de 10³ (1000), como aprendemos na escola. 1 kilohertz (KHz ou Khertz) = 1000 hertz (1000 Hz)
1 megahertz (MHz ou Mhertz) = 1000 kilohertz (1000 KHz) 1 gigahertz (GHz ou Ghertz) = 1000 megahertz (1000 MHz) 1 terahertz (THz ou Thertz) = 1000 gigahertz (1000 GHz) 1 petahertz (PHz ou Phertz) = 1000 terahertz (1000 THz)
Usando o mesmo princípio, um processador de 3GHz possui 3 000MHz ou 3 000 000KHz ou 3 000 000 000Hz.
Gostaria de ressaltar que,apesar da velocidade do processador ser calculada em Hz, dois pro-cessadores de fabricantes diferentes com o mesmo número de clock não garantem que os dois tenham a mesma velocidade de processamento. Por conta da sua arquitetura, cada fabricante possui suas pe-culiaridades. Por exemplo, para o processador A realizar uma tarefa, ele necessita de 2 ciclos de clocks, enquanto que,para o processador B fazer a mesma tarefa, necessita de 3 ciclos. Com isso, podemos per-ceber que a velocidade do processador não garante ser mais rápido que outro, ou seja, ela influencia, mas não é o determinante.
Uma observação: o alto grau de velocidade de ciclos de clocks é que faz com que o processador esquente e seja necessário ter um cooler para resfriá-lo e evitar que se queime.
Voltando ao assunto de clocks, é necessário se explicar um outro fator muito importante que refere-se diretamente na transmissão de informação entres os circuitos internos. O proces-sador trabalha com o clock interno e, devido a limitações físicas, quando o procesproces-sador quer se comunicar com a memória RAM, ele terá de usar o clock externo, que possui velocidade inferior ao do processador, para transmitir os dados. O clock externo também pode ser chamado de Front Side Bus (FSB) ou, ainda, barramento frontal.
2.4 Conceito de Front Side Bus (FSB)
O barramento frontal é um barramento de transferência de dados entre a CPU e a ponte norte (northbridge, também conhecida como chipset), é responsável pela comunicação entre a CPU, memória RAM e placa de vídeo e também com a ponte sul (southbridge).
O chipset ponte norte (northbridge) é o responsável por gerenciar o fluxo de informação entre o processador, a memória RAM e slot AGP da placa de vídeo. Além disso, também é a ponte para o chipset ponte sul (southbridge) ao processador.
A ponte sul é a responsável por gerenciar todo o tráfego de in-formações dos demais dispositivos, como da BIOS, dispositivos de I/O como teclado, mouse, controladores IDE/SATA, USB, slots PCI, rede, mo-dem, áudio e “todos” os demais componentes.
Fig. 73 -Ilustração dos barramentos e os respectivos dispositivos a ele ligados.
Logo, outro fator importante no desempenho de seu computador é a velocidade do seu barramento (FSB), pois é o caminho onde passam as informações até chegar o processador.
2.5 Conceito de Overclock
Outro termo muito ouvido quando nos referimos a clock é o overclock. Todo equipamento pos-sui uma velocidade máxima permitida que garante o perfeito funcionamento do equipamento. Alguns aficionados por computador tentam tirar o máximo proveito dos recursos disponíveis, usando dos mais variados recursos para aumentar a velocidade de processamento. O overclock consiste em aumentar além do normal a velocidade do processador, elevando o número de clocks, resultando um maior de-sempenho e também maior consumo de energia, maior aquecimento e redução da vida útil dos compo-nentes de hardware, podendo haver falhas no sistema e até queima de hardware.
Portanto, forçar o aumento do clock pode resultar sim em aumento de desempenho, mas, ao fazer isso, estamos diminuindo a vida útil do hardware, podendo haver danos irreparáveis.
Como já podemos perceber, um dos fatores da limitação do aumento do clock do processador é a geração de calor e geralmente o processador é refrigerado por um ou mais cooler. Os “malucos por computadores”, sem ofensas, aliás, são verdadeiros mestres que buscam por diversos meios, reduzir o aquecimento do processador, como por exemplo, colocando coolers mais potentes, ou refrigerando o processador com um circuito fechado com base em água ou óleo, quase um radiador, e os mais ousados utilizam até nitrogênio liquido.
Fig. 75 - Cooler Transforme 4 da EvercoolThermal Fonte: http://www.infomaniaco.com.br Fig. 74 - Cooler Silver Knight Leadership 6441
Muito importante: só adicione componentes devidamente aprovados, certificados e com garan-tia, para evitar danos maiores ou irreversíveis ao seu equipamento e/ou até mesmo em você.
Mas o grande vilão dos dissipadores de calor mais comuns hoje em dia é a poeira. Ela impede que o ar que sai da ventoinha refrigere o dissipador, impedindo a troca de calor, superaquecendo o pro-cessador e como autoproteção ele se desliga para evitar que se queime.
Portanto, se seu computador estiver a todo momento desligando de repente, principalmente quando você está jogando ou usando muito processamento, isso pode ser problema de superaqueci-mento decorrente de poeira no dissipador ou até mesmo ventoinha ruim ou com baixa rotação.
Fig 76 - Nesta figura, vemos um sistema de refrigeração Liquida, feita numa placa de vídeo - Fonte: http://www.baboo.com.br/
Fig 77 – Refrigeração do processador a base de nitrogênio liquido.
2.6 Conceito de Interface
O conceito de interface é amplo e antes de conceituá-lo devemos nos preocupar em que área será aplicada. Para nós, esta unidade será aplicada na área da ciência da informação e é definida como o ponto onde permite o controle entre os dispositivos de hardware.
No nosso caso, para sermos mais detalhistas, falaremos sobre interface visual, que consiste na interação da usuária com o sistema através de meios gráficos e dispositivos auxiliares como o teclado e mouse, que permitem executar diversas tarefas com um simples clicar de um botão.
Agora que pude esclarecer um pouco mais alguns conceitos, vamos fixar todo esse conteúdo praticando alguns exercícios.
01 – Qual a funcionalidade do processador? a) É o responsável por gerenciar os arquivos.
b) É o responsável somente pelo processamento dos dados relacionados a interface gráfica no computador. c) É o responsável por “todo” o processamento dos dados e cálculos necessários para o funcionamento dos programas que são executados no computador.
d) É o responsável somente por controlar os hardwares no computador. 02 – O que é bit?
a) É a unidade de medida da velocidade do processador. . b) É o conjunto de 08 bytes.
c) É a representação de uma informação ou palavra.
d) Bit (“BInary digiT”, em inglês ou dígito binário) é a menor unidade de informação que pode ser armazenada ou transmitida. Um bit (“b”) pode assumir somente 2 valores: 0 ou 1.
03 – Para que serve o termo microns(µm)?
a) É uma unidade de medida similar ao nanometro.
b) É uma medida de tamanho, usada para medir o tamanho dos transistores que formam um processador. 1 mícron equivale a 1 milésimo de milímetro ( 1/1000 mm ou 1 × 10-6m).
c) É uma unidade de medida, usada para medir a quantidade de bits processados pelo processador. d) É uma medida de tamanho, onde 1 micron equivale a 0,001 nanometro.
04 – O que é o termo nanometro?
a) É uma unidade de medida equivalente a 1 micron.
b) Também é um termo utilizado quando queremos nos referir a tamanho. Um nanômetro (nm) equivale a 10-9 metro.
c) Também é um termo utilizado quando queremos nos referir a tamanho. Um nanômetro (nm) equivale a 10-3 metro.
d) Também é um termo utilizado quando queremos nos referir a tamanho. Um nanômetro (nm) equivale a 10-6 metro.
05 – O que é processador com núcleo RISC?
a) É um computador com um conjunto reduzido de instruções.Consiste em executar pequenas e simples instruções que levam aproximadamente a mesma quantidade de tempo para serem executadas.
b) É um computador com um conjunto reforçado de instruções. Consiste em executar múltiplas instruções no mesmo clock.
c) É um computador com um conjunto reduzido de instruções. Consiste em executar múltiplas instruções simples, no mesmo clock.
d) É um computador com um conjunto reforçado de instruções. Consiste em executar múltiplas instruções simples de forma paralela.
06 – Em que consiste a Lei de Moore?
a) Que a cada 18 meses o numero de clocks do processador dobrava de valor. b) Que a cada 18 meses o preço do processador dobrava de valor.
c) Que a cada 18 meses o numero de clocks do processador triplicava de valor. d) Que a cada 18 meses o processador dobrava de tamanho.
07 – O que é Front Side Bus ou FSB?
a) Front Side Bus ou FSB (Barramento frontal) – é um barramento de transferência de dados entre a Ponte Norte e a Ponte Sul. .
b) Front Side Bus ou FSB (Barramento frontal) – é um barramento de transferência de dados entre a CPU e a Ponte Norte, gerenciado pelo chipset.
c) Front Side Bus ou FSB (Barramento frontal) – é um barramento de transferência de dados entre a CPU e a Ponte Sul, gerenciado pelo chipset.
d) Front Side Bus ou FSB (Barramento frontal) – é um barramento de transferência de dados entre a CPU e a memória RAM.
08 – O que é e para que serve o cooler?
a) É formado por uma ventoinha e um dissipador de calor e tem a finalidade de resfriar a placa-mãe. b) É uma ventoinha e tem a finalidade de dissipar o calor dos componentes de hardware.
c) É formado por uma ventoinha e um dissipador de calor e tem a finalidade deresfriar o processador. d) É formado por uma ventoinha e é responsável por manter aquecido o processador.
09 – O que a unidade de medida do clock? a) Hertz.
