Introdução à Informática e Sistemas Operacionais Prof. Henrique Cordeiro. Aula 2 Componentes de Hardware

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1 Introdução à Informática e Sistemas Operacionais Prof. Henrique Cordeiro Aula 2 Componentes de Hardware Gabinete - caixa normalmente metálica ou plástica para montagem de diversos componentes de um computador. Normalmente é confundido com CPU, no entanto o gabinete não é a CPU. Placa Mãe (Motherboard ou Mainboard) é a placa mais importante do computador. Nela estão instalados e conectados os diversos componentes, entre eles o processador. Normalmente se encontra instalada dentro do gabinete. Possui diversos SLOTS, que são os encaixes para conexão das placas expansoras, como: placa de vídeo, placa de rede, etc. Ex.: slot PCI. O encaixe na placa-mãe para conexão do processador é chamado de soquete (do inglês SOCKET). Os encaixes na placa-mãe para conexão de componentes que ficam na parte externa do gabinete são chamados de portas. Ex.: porta paralela, porta USB. A placa mãe pode ter componentes on-board ou off-board. On-board - componentes (placas controladoras de vídeo, som, modem e rede, por exemplo) embutidos na própria placa mãe. Tais componentes utilizam capacidade do processador e da memória RAM. Geralmente, placas on-board possuem custo e desempenho mais baixo em relação às placas off-board. Off-board - componentes ou circuitos que funcionam independentemente da placa-mãe e por isso, são separados, tendo sua própria forma de trabalhar e não usando o processador, geralmente, quando vídeo, som, modem ou rede, o dipositivo é conectado a placa mãe usando os slots de expansão. Chipset - chip (ou conjunto de chips) responsável pelo controle de diversos dispositivos de entrada e saída como o barramento de comunicação do processador, o acesso à memória, o acesso ao HD, periféricos on-board e offboard, comunicação do processador com a memória RAM e entre outros componentes da placa-mãe. Geralmente, é dividido em southbridge e northbridge. Northbridge - faz a comunicação do processador com as memórias, através do barramento de comunicação externa do processador (FSB ou HTT), e com os barramentos de alta velocidade AGP e PCI Express. Como ele faz o trabalho mais pesado, geralmente requer um dissipador de calor devido ao seu aquecimento elevado. Southbridge - geralmente é responsável pelo controle de dispositivos de entrada ou saída (I/O) como as interfaces IDE que ligam os HDs, os drives de CD-ROM, drives de DVD-ROM ao processador. Controla também as interfaces SATA. Geralmente cuida também do controle de dispositivos on-board como o som.

2 CPU (Central Processing Unit) ou UCP É a Unidade Central de Processamento. Também chamado de processador. Responsável pelas funções de cálculo e tomada de decisão do computador. Pode ser considerada o cérebro do computador. A CPU é estruturada da seguinte maneira: Unidade de Controle (UC): é responsável pela tarefa de controle das ações a serem realizadas pelo computador, comandando todos os outros componentes. Unidade Lógica e Aritmética (ULA): realiza todas as operações lógicas e aritméticas que serão usadas para executar uma tarefa. Realiza o processamento propriamente dito. Registradores: são pequenas memórias velozes que armazenam comandos ou valores que são utilizados no controle e processamento de cada instrução. Os registradores mais importantes são: Contador de Programa ( Program Counter - PC): Sinaliza para a próxima instrução a ser executada; Registrador de Instrução (IR): Registra a instrução da execução. Os outros realizam o armazenamento de resultados intermediários ou possuem outras funções específicas. Barramentos: conjunto de linhas de comunicação que permitem a interligação entre dispositivos, como a CPU, a memória e outros periféricos.

3 Microprocessador: circuito integrado que realiza as funções de cálculo e tomada de decisão de um computador. Surgiu pela primeira vez em 1971, e sua característica principal é o fato de ter integrado numa única peça (chip) vários componentes que até então eram separados, facilitando assim a implementação, as comunicações, diminuindo o tamanho, o consumo de energia e o preço. Classificação dos microprocessadores: Família - diz respeito ao conjunto básico de instruções que o processador compreende (ou aceita). Cada família de processadores tem um conjunto básico de funcionamento e um conjunto básico de instruções que executa. Cada especialização (cada processador dessa família) tem formas específicas de realização das instruções, durações diferentes para a mesma operação, mais instruções, etc. No entanto, o conjunto básico é suportado por todos os elementos da família. As famílias de processadores mais conhecidas daquelas utilizadas em computadores de uso pessoal são: Intel 80x86 (i8086, i80286, i80386, i80486, Pentium (i80586)) Motorola 680x0 (M68000, M68010, M68020, M68030, M68040, M68060) Motorola/IBM/Apple Power PC Digital Alpha Frequência de relógio (clock) - a velocidade do processador é medida em função da velocidade do seu relógio, que se mede em frequência (Hertz (Hz) ou MegaHertz (MHz)). A frequência corresponde ao número de ciclos por segundo. Na figura abaixo estão representadas duas frequências. Na figura a), o ciclo repete-se três vezes em cada segundo, portanto há uma frequência de 3 Hz. Na figura b), o ciclo repete-se 7 vezes em cada segundo, portanto tem-se uma frequência de 7 Hz. A frequência interna do relógio do processador varia de processador para processador. Exemplos: Intel Pentium-100 (100MHz), Intel Pentium E6300 (2,8GHz), AMD K6-2 ( MHz), AMD Athlon (2,4GHz). Tamanho da palavra - indica a quantidade de bits que pode ser processada por ciclo de processador. Exemplo: 16bits, 32 bits, 64 bits.

4 Arquiteturas CISC/RISC CISC (Complex Instruction Set Computer) - capaz de executar várias centenas de instruções complexas diferentes, sendo extremamente versátil. Exemplos de processadores CISC são o 386 e o 486. RISC (Reduced Intruction Set Computer) - Ao contrário dos complexos CISC, os processadores RISC são capazes de executar apenas algumas poucas instruções simples. Justamente por isso, os chips baseados nesta arquitetura são mais simples e muito mais baratos. Por terem um menor número de circuitos internos, podem trabalhar a freqüências mais altas. Porém, não se saem tão bem quanto os CISC no processamento de instruções mais complexas. Periféricos: componentes que estão ligados à CPU ou, num sentido mais amplo, ao computador, permitindo a sua comunicação com o meio externo. São utilizados para entrada e saída de dados que serão ou foram processados pela CPU. Podem ser divididos basicamente em: periféricos de entrada, periféricos de saída e periféricos de entrada e saída. Periféricos de Entrada permitem a entrada ou envio de dados e intruções para serem processados. Exemplos: o Teclado possibilita entrada de textos e comandos no computador. Possui teclas representando letras, números, símbolos e outras funções, baseado no modelo de teclado das antigas máquinas de escrever. Basicamente, os teclados são projetados para a escrita de textos, embora os teclados sirvam para o controle das funções de um computador e seu sistema operacional. Essas teclas são ligadas a um chip dentro do teclado, responsável por identificar a tecla pressionada e por mandar as informações para o PC. Barramentos de conexão utilizados: DIN (antigo), PS/2, USB ou sem fio (Bluetooth e infravermelho). o Mouse dispositivo apontador que ao ser deslocado sobre uma superfície movimenta o cursor na tela do computador, permitindo a interação do usuário com interfaces gráficas. Normalmente disponibiliza quatro tipos de operações: movimento, clique, duplo clique e arrastar e largar (drag and drop). Existem modelos com um, dois, três ou mais botões cuja funcionalidade depende do ambiente de trabalho e do programa que está sendo utilizado. Além disso, podem ser encontrados mouses com esfera (bolinha) ou ópticos (mais modernos). Equipamentos semelhantes ao mouse: trackball, touchpad e mesas digitalizadoras. Barramentos de conexão utilizados: serial, PS/2, USB ou sem fio (Bluetooth e infravermelho).

5 o Scanner realiza a digitalização de imagens. Transforma imagens, documentos, materiais gráficos, etc., em informação e dados digitais que podem ser manipulados por computador. Transforma uma imagem em uma conjunto de pixels (pontos que formam uma imagem digital), que poderá ser manipulado e utilizado pelos diversos aplicativos. Barramentos de conexão utilizados: paralelo, USB. Periféricos de Saída realizam a saída ou recebimento dos dados já processados. Exemplos: o Impressora imprime textos, gráficos ou qualquer outro resultado de uma aplicação em papel ou outros suportes. Classificação: impacto e não impacto. Impacto: baseiam-se no princípio da decalcação, isto é, ao colidir uma agulha ou roda de caracteres contra uma fita de tinta dá-se a produção da impressão. Exemplos: margarida, matricial. Não impacto: jato de tinta, laser, transferência térmica (cera), térmica, sublimação (gás), eletrosensível (papel metalizado). Barramentos de conexão utilizados: paralelo, USB. o Vídeo (Monitor) responsável por apresentar as informações visualmente na tela. São apresentados em tamanhos variados como: 14, 15, 17 e 19 polegadas. Também pode funcionar como um dispositivo de entrada: tela sensível ao toque (touchscreen), tela multi-toque (multi-touch screen). A resolução é medida em pixels (quantidade de pontos que formam a imagem na tela). Exemplos: 640x480 pixels (VGA) 800x600 pixels (SVGA) 1024x768 pixels (XGA) 1280 x 1024 pixels (SXGA) Tipos de monitores: CRT (Cathodic Ray Tube ou Tubo de Raios Catódicos) monitor "tradicional", em que a tela é repetidamente atingida por um feixe de elétrons, que atuam no material fosforescente que a reveste, assim formando as imagens. Este tipo de monitor tem como principais vantagens: - longa vida útil; - baixo custo de fabricação; - grande banda dinâmica de cores e contrastes; - grande versatilidade (uma vez que pode funcionar em diversas resoluções, sem que ocorram grandes distorções na imagem).

6 As maiores desvantagens deste tipo de monitor são: - suas dimensões (um monitor CRT de 20 polegadas pode ter até 50cm de profundidade e pesar mais de 20kg); - consumo elevado de energia; - efeito de cintilação (flicker); - possibilidade de emitir radiação que está fora do espectro luminoso (raios x), danosa à saúde no caso de longos períodos de exposição. LCD (Liquid Cristal Display ou Tela de Cristal Líquido) é um tipo mais moderno de monitor. Nele, a tela é composta por cristais que são polarizados para gerar as cores. Tem como vantagens: - baixo consumo de energia; - dimensões reduzidas; - não-emissão de radiações nocivas; - capacidade de formar uma imagem praticamente perfeita, estável, sem cintilação, que cansa menos a visão - desde que esteja operando na resolução nativa; As maiores desvantagens são: - maior custo de fabricação - fato de que, ao trabalhar em uma resolução diferente daquela para a qual foi projetado, o monitor LCD utiliza vários artifícios de composição de imagem que acabam degradando a qualidade final da mesma. PDP (Plasma Display Panel ou Tela de Painel de Plasma) se baseia na ionização de gases nobres (plasma) contidos em minúsculas células revestidas por fósforo. Ao contrário das telas LCD que por polarização da luz possuem limitação do seu ângulo de visão, as telas de plasma possuem ângulo de visão semelhante ao dos televisores de tubo e estão disponíveis em tamanhos de 32 a 150 polegadas, e resoluções de 852x480p até 4000x2000p. Periféricos de Entrada e Saída (E/S) permitem a entrada (envio de dados e instruções) para processamento e saída de dados já processados. Exemplos: o Unidade de Disco Rígido (Hard Disk HD) principal unidade de armazenamento de dados em um computador. É uma unidade de armazenamento magnético. Sua velocidade é medida em rpm (Rotações por Minuto): 5400, Para que um disco rígido possa ser utilizado, é necessário que antes seja formatado. Existem dois tipos de formatação:

7 - Formatação Física - é feita na fábrica ao final do processo de fabricação, que consiste em dividir o disco virgem em trilhas, setores, cilindros e isolar os badblocks (danos no HD). Estas marcações funcionam como as faixas de uma estrada, permitindo à cabeça de leitura saber em que parte do disco está, e onde ela deve gravar dados. A formatação física é feita apenas uma vez, e não pode ser desfeita ou refeita através de software. - Formatação Lógica - ao contrário da formatação física, a formatação lógica não altera a estrutura física do disco rígido, e pode ser desfeita e refeita quantas vezes for preciso, através de programas utilitários (format do DOS, por exemplo). O processo de formatação é quase automático; basta executar o programa formatador que é fornecido junto com o sistema operacional. Quando um disco é formatado, ele simplesmente é organizado à maneira do sistema operacional, preparado para receber dados. A esta organização damos o nome de sistema de arquivos. Barramentos de conexão utilizados: IDE/ATA, SATA, SCSI, USB, Fibre Channel, SAS. o Unidade de CD (Compact Disc) e DVD (Digital Versatile Disc) unidade de armazenamento óptico. Permite armazenamento de dados, áudio, vídeo e jogos. CD-ROM / DVD-ROM CD/DVD somente leitura. CD-R / DVD-ROM CD/DVD de gravação. Pode ser gravado uma vez. CD-RW / DVD-RW CD/DVD de regravação. Dados gravados podem ser apagados e regravados novamente. Capacidades: DVD: 4.7GB, 8.5GB (dual-layer), 9.4GB (dupla face), 17GB (duallayer, dupla face) CD: 700MB o Modem (Modulador-Demodulador) utilizado na transferência de dados através da rede telefônica. Converte os dados digitais em sinal analógico que possa trafegar na rede telefônica e vice-versa. Utilizado tanto no acesso a Internet com conexão discada e também no acesso com conexão banda larga (linha telefônica ou a cabo). Barramentos de conexão utilizados: On-Board, ISA, PCI, USB, Ethernet. o Adaptador de Rede permite a transferência de dados em redes. Podem ser de diferentes padrões: Ethernet, Wi-fi (padrão de redes sem fio), entre outras. Barramentos de conexão utilizados: On-Board, ISA, PCI, USB