Fundamentos de Informática

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1 Fundaments de Infrmática Aula 6 Prf. Gladimir Cerni Catarin gladimir@gmail.cm SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM COMERCIAL FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAC PELOTAS

2 Chipset Um cnjunt imprtante de cmpnentes na placa-mãe é chipset. O chipset é cmpst pr váris circuits integrads cnectads à placa-mãe que cntrlam cm hardware d sistema interage cm a CPU e a placa-mãe; A CPU é instalada em um slt u squete na placa-mãe. O squete na placa-mãe determina tip de CPU que pde ser instalada.

3 Chipset O chipset de uma placa-mãe permite que a CPU se cmunique e interaja cm s utrs cmpnentes d cmputadr O chipset estabelece a quantidade de memória que pde ser adicinada a uma placa-mãe. Ele também determina tip de cnectres da placa-mãe.

4 Chipset A mairia ds chipsets é dividida em dis cmpnentes distints: Nrthbridge e Suthbridge; A funçã de cada cmpnente varia de fabricante para fabricante, mas, em geral: O Nrthbridge cntrla acess à RAM, à placa de víde e as velcidades que a CPU pde se cmunicar cm elas. Às vezes a placa de víde é integrada n Nrthbridge.

5 Chipset A funçã de cada cmpnente varia de fabricante para fabricante, mas, em geral: Na mairia ds cass, Suthbridge pssibilita a cmunicaçã da CPU cm s discs rígids, a placa de sm, as prtas USB e as utras prtas de E/S.

6 CPU - Características A CPU (Central Prcessing Unit Unidade de Prcessament Central) é cnsiderada cérebr d cmputadr; Algumas vezes é citada cm prcessadr. A mairia ds cálculs crre na CPU. N que diz respeit a cálcul de energia, a CPU é element mais imprtante de um sistema de cmputadr. As CPUs vêm em diferentes frmats, e cada estil exige um slt u squete específic de CPU que incluem a Intel e a AMD.

7 CPU - Características O squete u slt da CPU é cnectr que estabelece interface entre a placa-mãe e própri prcessadr. A mairia ds squetes e prcessadres da CPU em us n mment é cnstruída em trn da arquitetura PGA (Pin Grid Array, matriz da grade de pins), na qual s pins n lad de baix d prcessadr sã inserids n squete. Os prcessadres cm slt têm a frma de cartuch e se encaixam em um slt cm aparência similar a de um slt de expansã.

8 CPU - Características Cada mdel de prcessadr executa um cnjunt de instruções. A CPU executa prgrama prcessand cada parte ds dads de acrd cm a rientaçã d prgrama e d cnjunt de instruções. Enquant a CPU está executand uma etapa d prgrama, as instruções restantes e s dads sã armazenads próxims a uma memória especial, chamada cache.

9 CPU - Características Há duas arquiteturas de CPU principais relacinadas as cnjunts de instruções: RISC (Reduced Instructin Set Cmputer) usam um cnjunt relativamente pequen de instruções, prjetads para executálas rapidamente. CISC (Cmplex Instructin Set Cmputer cmputadr cm cnjunt de instruções cmplex) utilizam um ampl cnjunt de instruções, resultand em um menr númer de etapas pr peraçã.

10 CPU - Características Ptência: A ptência de uma CPU é medida pela velcidade e quantidade de dads que ela pde prcessar; A velcidade de uma CPU é classificada em cicls pr segund; A velcidade das CPUs atuais é medida em milhões de cicls pr segund, chamads de megahertz (MHz), u bilhões de cicls pr segund, chamads de gigahertz (GHz); A quantidade de dads que uma CPU pde prcessar em determinad mment depende d tamanh d barrament de dads d prcessadr.

11 CPU - Características Iss também é chamad de barrament da CPU u FSB (Frnt Side Bus, barrament frntal). Quant mair fr a largura d barrament de dads d prcessadr, mais ptente prcessadr será. Os prcessadres atuais têm um barrament de dads de 32 u 64 bits.

12 Tecnlgia de Prcessament Overclcking Overclking é uma técnica usada para fazer cm que um prcessadr trabalhe em uma velcidade mais rápida d que sua especificaçã riginal; Overclcking nã é uma maneira cnfiável para melhrar desempenh d cmputadr e pde resultar em dans à CPU.

13 Tecnlgia de Prcessament Núcles A tecnlgia de prcessadr mais recente resultu em fabricantes de CPU descbrind maneiras de incrprar mais de um núcle de CPU em um só chip. Os núcles atuais pdem se dividir em: Núcle Únic: Únic chip de CPU que cntrla tds s recurss de prcessament. Múltipls Núcles: Dis u mais núcles dentr de um chip de CPU prcessand infrmações a mesm temp.

14 Resfriament e Dissipaçã de Calr Cmpnentes eletrônics geram calr. O calr é prvcad pel flux de crrente dentr ds cmpnentes. Os cmpnentes d cmputadr funcinam melhr quand mantids resfriads; Se calr nã fr remvid, funcinament d cmputadr pderá ser mais lent; Se huver grande acúmul de calr, s cmpnentes pderã ser danificads. O flux de ar intern n gabinete facilita uma mair dissipaçã de calr, nrmalmente s cmputadres sã equipads cm ventinhas para trnar prcess de resfriament mais eficaz.

15 Resfriament e Dissipaçã de Calr Outrs cmpnentes também sã suscetíveis a dans prvcads pel calr e em alguns cass estã equipads cm ventinhas. As placas de víde, também geram bastante calr. Ventinhas sã dedicadas a resfriar a GPU (Graphics Prcessing Unit Unidade de Prcessament de Gráfics.)

16 Resfriament e Dissipaçã de Calr Cmputadres cm CPUs e GPUs extremamente rápidas pdem usar um sistema de resfriament a água. Uma chapa de metal é clcada sbre prcessadr e a água é bmbeada sbre a parte superir para cletar calr prvcad pela CPU. A água é bmbeada para um radiadr para ser resfriada pel ar e, em seguida, clcada nvamente em circulaçã.

17 Memórias As memórias sã respnsáveis pel tráfeg de infrmações entre s dispsitivs existentes e também entre a CPU e usuári. Dentre s tips de memórias estudadas, as que cmpõem cmputadr e ajudam a trabalhar sã: ROM (Read nly Memry) Cntend infrmações permanentes. RAM (Randm Access Memry) Armazenand dads de frma vlátil, u seja, nã permanente.

18 Memória ROM Os chips ROM cntêm instruções que pdem ser diretamente acessadas pela CPU. Instruções básicas para inicializar cmputadr e carregar sistema peracinal sã armazenadas na ROM. Os chips ROM retêm seu cnteúd mesm quand cmputadr é desligad.

19 Memória ROM Dividem-se em: ROM: Smente leitura, suas infrmações sã escritas quand chip é fabricad. É um item bslet. PROM: Smente leitura prgramável, infrmações escritas após sua fabricaçã. EPROM: Smente leitura prgramável, apagável. Suas infrmações pdem ser apagadas cm equipaments especiais. EEPROM: Smente leitura prgramável, apagável eletrnicamente. Infrmações escritas após sua fabricaçã. Sã chamads também de ROMs flash.

20 Memória RAM RAM (Randm Access Memry memória de acess aleatóri) é armazenament temprári para dads e prgramas que estã send acessads pela CPU. RAM é uma memória vlátil, e iss significa que cnteúd é apagad quand cmputadr é desligad. Quant mais memória RAM um cmputadr tiver, mair será a sua capacidade para manter e prcessar prgramas e arquivs grandes, e melhr será desempenh d sistema.

21 Memória RAM

22 Memória RAM Tips de RAM: DRAM: Dinamic Ram, chip utilizad cm memória principal. Deve ser cnstantemente atualizada para manter suas infrmações. SRAM: Static Ram, muit utilizada cm memória cache, nã necessita ser atualizada cm tanta frequência. FPM: Fast Page mde, suprta paginaçã, fi utilizada amplamente na linha 486. EDO: Extended Data ut RAM, sbrepõe acesss cnsecutivs as dads. Acelera temp de recuperaçã de infrmações. SDRAM: Syncrnus DRAM, pera em sincrnia cm barrament.

23 Memória RAM Tips de RAM: DDR SDRAM: Duble Data Rate SDRAM, transfere dads 2X mais rápid que a SDRAM. DDR2 SDRAM: Mais rápida que a DDR, reduziu ruíd e interferência. DDR3 SDRAM: é uma melhria sbre a tecnlgia antecedente. O primeir benefíci da DDR3 é a pssível taxa de transferência duas vezes mair, de md que permite taxas de barrament maires, cm também pics de transferência mais alts. RDRAM: RamBus, desenvlvida para cmunicar a altas taxas de velcidade.

24 Memória RAM

25 Memória RAM A memória RAM cnstitui grande ajudante d prcessadr na tarefa de prcessas as infrmações e vem evluind a lng d temp. Tds s aplicativs que ficam em execuçã quand sistema peracinal está send executad reservam uma parte da memória RAM para serem executads. O sistema peracinal também reserva uma parte desta memória para a sua execuçã interna. Pr ist diz-se que um cmputadr a ter a sua memória RAM aumentada mais que natural terá a sua execuçã cm certeza um puc mais velz.

26 Memória Cache SRAM é usada cm memória cache para armazenar s dads usads cm mais frequência. A SRAM frnece a prcessadr acess mais rápid as dads d que s recupera da DRAM mais lenta u memória principal. Existem 3 tips de memória Cache: L1 Intern e integrad a CPU L2 Extern, atualmente é integrad a CPU L3 Utilizad em estações de trabalh avançadas e servidres.

27 Memória Cache Sbre a memória cache, ainda pdems incluir fat de já ns perguntarms alguma vez prque entã tda a memória d cmputadr nã é feita cm mesm material da cache, já que ela é tã velz cm é dit. O fat é que a cache é sim mais velz, prém pr este mtiv ela é muit cara, e um cmputadr cm smente este tip de memória seria extremamente ners para usuáris dméstics adquirirem. Pr ist tems 3 tips de cache e ainda tems a memória RAM, que vem evluind a lng ds temps.

28 Placas, suas Finalidades e Características As placas aumentam a funcinalidade de um cmputadr adicinand cntrladres para dispsitivs específics u substituind prtas cm mau funcinament.

29 Alguns tips: Placas, suas Finalidades e Características Placa de Rede: Cnecta um cmputadr a uma rede usand cab de rede. Placa de rede sem fi: Cnecta cmputadr a uma rede usand radifrequência. Placa de sm: Frnece recurss de áudi. Placa de Víde: Frnece recurss gráfics. Placa de Mdem: Cnecta um cmputadr à Internet usand uma linha telefônica. Placa SCSI: Cnecta dispsitivs SCSI, cm discs rígids u unidades de fita, a um cmputadr. Placa RAID: Cnecta váris discs rígids a um cmputadr para frnecer redundância e melhrar desempenh.

30 Placas, suas Finalidades e Características Alguns tips: Prta USB: Cnecta um cmputadr a dispsitivs periférics. Prta Serial: Cnecta um cmputadr a dispsitivs periférics.

31 Slts de Expansã Os cmputadres têm slts de expansã na placa-mãe para instalar placas. O tip de cnectr da placa deve crrespnder a slt de expansã.

32 Slts de Expansã Alguns tips de slts de expansã: ISA (Industry Standard Architecture): 8 u 16 bits, antig e raramente utilizad. EISA (Extended Industry Standard Architecture): 32 bits, antig e raramente utilizad. MCA (Micrchannel Architecture): 3 bits, prprietári da IBM, antig e raramente utilizad. PCI (Peripheral Cmpnent Intercnnect): 32 u 64 bits, ainda é padrã na mairia ds cmputadres. AGP (Advanced Graphics Prt): 32 bits, prjetada para adaptadres de víde. PCI-Express: Barrament serial, cmpatível cm slts PCI. Pssui slts X1, X4, X8 e X16.

33 Slts de Expansã Os slts cnstituem uma das partes bastante cnhecidas pr usuáris que gstam de alterar placas n cmputadr u substituí-las para ampliar as capacidades d cmputadr. Nvas placas a serem instaladas cstumam cupar estes slts, deixand cm que dispsitiv que antes era incrprad a placa-mãe (n-bard) seja agra utilizad desacplad diretamente da placa-mãe (ff-bard). O interessante sbre s slts é que quant mair fr barrament lgicamente mair será a quantidade de infrmaçã que será trafegada pr eles.

34 Slts de Expansã

35 Unidades de Armazenament Uma unidade de armazenament lê u grava infrmações em mídia de armazenament óptic u magnétic. A unidade pde ser usada para armazenar dads permanentemente u para recuperar infrmações de um disc. As unidades de armazenament pdem ser instaladas dentr d gabinete d cmputadr, cm um disc rígid. Abaix sã descrits alguns tips cmuns de unidades de armazenament: Unidade de disquete Disc rígid Unidade óptica Unidade flash Unidade de rede

36 MUSEU D fund d baú UNIDADE DE DISQUETE É um dispsitiv de armazenament que usa disquetes remvíveis de 3,5 plegadas. Esses disquetes magnétics pdem armazenar 720KB u 1,44MB de dads. Em um cmputadr, geralmente a unidade de disquete é cnfigurada cm unidade A:. A unidade de disquete pderá ser usada para inicializar cmputadr se ele cntiver um disquete de bt. Uma unidade de disquete de 5,25 plegadas é uma tecnlgia mais antiga e raramente utilizada.

37 MUSEU D fund d baú Unidade de Disquete X ZIP Drive Zip Drive é uma unidade de armazenament semelhante a um disquete, prém cm capacidades muit maires.

38 Disc Rígid É um dispsitiv de armazenament magnétic que é instalad dentr d cmputadr. É utilizad cm armazenament permanente para dads. Geralmente disc rígid é cnfigurad cm unidade C: e cntém sistema peracinal e s aplicativs. É cnfigurad cm a primeira unidade na sequência de inicializaçã (bt). A capacidade de armazenament de um disc rígid é medida em bilhões de bytes, u gigabytes (GB). A velcidade de um disc rígid é medida em rtações pr minut (RPM).

39 Unidade Óptica É um dispsitiv de armazenament que usa lasers para ler dads na mídia óptica. Existem váris tips de unidades ópticas: CD (Cmpact Disc disc cmpact); DVD (Digital Versatile Disc disc versátil digital); Blu-ray Disc Alternativa a DVD para ser utilizad cm áudi e víde de alta definiçã; As mídias ópticas CD e DVD pdem ser pré-gravadas (smente leitura), graváveis (gravar uma vez) u regraváveis (ler e gravar várias vezes). Os CDs têm capacidade de armazenament de dads de aprximadamente 700MB. Os DVDs pdem chegar até 8,5GB de armazenament para tips Dual Layer e 4,5 GB para mídias simples. Existem diferentes tips de mídias... (CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD+/-R, DVD+/-RW

40 Unidade Flash Também cnhecida cm thumb drive, é um dispsitiv de armazenament remvível que se cnecta a uma prta USB. Uma unidade flash usa um tip de memória especial que nã necessita de energia para manter s dads. Essas unidades pdem ser acessadas pel sistema peracinal da mesma maneira que s utrs tips de unidades sã acessads.

41 Tips de Interfaces de Unidades As unidades ópticas e de discs rígids sã fabricadas cm interfaces diferentes que sã usadas para cnectar a unidade a cmputadr. Para instalar uma unidade de armazenament em um cmputadr a interface de cnexã na unidade deve ser a mesma que da cntrladra na placa-mãe. A seguir, sã descritas algumas interfaces cmuns de unidades: IDE Integrated Drive Eletrnics / ATA (Advanced Technlgy Attachment) Cnectr de 40 pins, utilizada pel disquete e alguns discs rígids.

42 Tips de Interfaces de Unidades EIDE Enhanced Integrated Drive Eletrnics / ATA-2 Utilizada DMA (acess diret a memória) Usa cnectr de 40 pins Suprte discs maires que 512MB PATA (ATA Paralela) Versã paralela da ATA SATA (Serial ATA) Versã serial da PATA Cnectr de 7 pins SCSI (Small Cmputer System Interface) Pde cntrlar até 15 unidades Suprta unidades internas e externas Pde utilizar cm 50, 68 u 80 pins.

43 Cabs de Cmunicaçã As unidades precisam de cab de energia e cab de dads. Uma fnte de energia terá um cnectr de energia SATA para unidades SATA, um cnectr de energia Mlex para unidades PATA e um cnectr de 4 pins Berg para unidades de disquete. Os btões e s LEDs na parte frntal d gabinete cnectamse à placa-mãe cm s cabs d painel frntal. Os cabs cmunicam-se cm s dispsitivs através de cnexões aprpriadas e existentes na placa-mãe.

44 Cabs de Cmunicaçã Alguns tips: FDD (Flppy Disc Drive) Cnectr de 34 pins suprtand até 2 cnectres. ATA (IDE) 40 cndutres, suprta até 2 cnectres para a unidade e um para a cntrladra. PATA (EIDE) SATA 80 cndutres, dis cnectres para unidade e um para a cntrladra. Até 7 cndutres, um cnectr chavead para a unidade e utr para cntrladra. Nrmalmente, uma faixa clrida identifica pin1 d cab, permitind visualizar a crreta cnexã a dispsitiv e a cntrladra.

45 Prtas de Entrada e Saída As prtas de E/S (Entrada/Saída) em um cmputadr cnectam dispsitivs periférics, cm impressras, scanners e unidades prtáteis. Os seguintes cabs e prtas sã geralmente usads: Serial USB FireWire Paralel SCSI Rede PS/2 Áudi Víde