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INFORMÁTICA Prof. Tiago de Melo Dantas INFORMÁTICA – Tiago de Melo 2 - CONCEITOS INICIAIS - Hardware: É os dispositivos físicos, o que podemos tocar. Software: São as partes lógicas, os programas. Peopleware: São os usuários. Firmware: São programas armazenados em chip. O COMPUTADOR Tipos de Computadores Os computadores podem ser classificados quanto a sua capacidade de processamento (porte) em: Grande Porte (Mainframes) São destinados para um grande volume de dados, têm grandes dimensões, requerendo uma grande variedade de pessoal especializado para a sua operação. Esses equipamentos estão distribuídos em uma ampla sala, com possibilidade de instalação de terminais em ambientes remotos. (O Cray-1 foi um dos mais famosos supercomputadores inventados por Seymour Cray). Médio Porte (Minicomputadores) Computadores destinados a empresas que tenham um volume médio de processamento de dados. São usados em controle de processos, comunicações e sistemas de informações. Possuem uma capacidade de memória e velocidade de processamentos inferiores aos de grande porte. Hoje já estão em desuso e sendo substituídos pelos microcomputadores. Pequeno Porte (Microcomputadores) Os computadores de pequeno porte apresentam-se em diversos formatos e com diversas características. Os microcomputadores são computadores pessoais (PC), monousuários, destinados ao uso de empresas que tenham um pequeno, mas variado tipo de processamento de dados. Atualmente, existem microcomputadores com capacidade de processamento muito grande, que superam os grandes computadores de 10 ou 20 anos atrás. NOÇÕES BÁSICAS DE HARDWARE Os Principais Componentes... CPU (Unidade Central de Processamento): Se trata do Principal CHIP do computador, responsável por processar TODAS as informações. Lembre-se: NÃO é CPU e SIM Gabinete. INFORMÁTICA – Tiago de Melo 3 Memória Principal: É a memória que armazena todas as informações que são processadas pela CPU. Memórias Auxiliares: São memórias responsáveis por guardar por tempo indeterminado as informações do usuário; Dispositivos E/S: São responsáveis pela entrada e saída de informações nem um computador. Barramentos: São vias (fios) que transportam as informações dentro de um computador. Quanto maior a largura do barramento, mais informações poderão ser transportadas. A Largura de um barramento é a medida de quantos bits (sinais elétricos) ele consegue transferir de uma só vez. Em poucas palavras, é a contagem no número de “fios” que formam sua estrutura. Um barramento de 4 bits é formado por 4 fios em sua estrutura. OBS: O barramento é um caminho compartilhado. Funcionamento Básico... 1. ENTRADA (acontece a Entrada): A informações entra no computador. OBS: entra por algum dispositivo de entrada (periférico de entrada). 2. PROCESSAMENTO (vai pra CPU): A informações é enviada diretamente para a CPU onde a mesma será processada. 3. ARMAZENAMENTO (vai para a memória Principal): A informações é armazenada na memória Principal (RAM). 4. SAÍDA (chega ao usuário): A informações é enviada ao usuário por algum dispositivo de saída (periférico de saída). Entendo as informações... Não importa qual seja a informação que o usuário envie para a CPU (texto, números, som, imagem, e etc...). A informação será entendida pelo Computador em formatos de ZEROS e UNS (bits). INFORMÁTICA – Tiago de Melo 4 Existem dois tipos de computadores no mercado: o digital e o analógico. Os computadores digitais representam os seus dados através de dígitos, ou seja, com dois valores distintos e invariáveis o 0 (Zero) e o 1 (Um), que estudaremos a seguir. Os computadores analógicos utilizam dados de forma variável como, por exemplo, o mercúrio e o termômetro para medir uma tarefa em andamento. São muito utilizados em laboratórios científicos e comercias, ou seja, bombas de gasolina computadorizadas. Temos como outro exemplo o som da natureza, que é distribuída pelo ar de forma variável e dissipável ao longo do percurso até o seu destino. 0 e 1 representam as variações de energia elétrica com que um equipamento digital pode lidar; Cada 0 ou 1 é chamado de bit (dígito binário); Cada conjunto de 8 bits (como em 01010001) é chamado de Byte (termo binário); Para que serve os Bits e Bytes??? Bits e Bytes são usados como unidades de medida de informação digital; Todo equipamento eletrônico digital lida com informações que podem ser representadas como bits e Bytes; Bit é a menor unidade de informação que um computador pode manipular; 1 Byte é a quantidade de informação necessária para armazenar um caractere da nossa linguagem (letra, número, espaço, pontuação, etc.) C = 01000011 A = 01000001 S = 01010011 A = 01000001 Código ASCII O Código ASCII define como cada caractere (da nossa língua) será representado na forma binária. É ele que determina que cada letra ocupará um Bytes. É o código ASCII, por exemplo, que determina que a letra A = 01000001 Múltiplos do Bytes... 1 Kilobyte (KB) = 1024 B 1 Megabyte (MB) = 1024 KB 1 Gigabyte (GB) = 1024 MB 1 Terabyte (TB) = 1024 GB 1 Petabyte (PB) = 1024 TB PB TB GB MB KB BYTE BIT Finalizando Sistema Binário... Medimos o tamanho das informações com que trabalhamos em Bytes. Medimos a capacidade de armazenamento das memórias do computador em Bytes. Também medimos as velocidades de transmissão de informações em bits por segundo (bps) ou Bytes por segundo (B/s) Convertendo números Decimais para Binário... 1º Passo: Dividir a número decimal por 2, pois a conversão está sendo feita de decimal para binário, por isso, devemos dividir 10/2. INFORMÁTICA – Tiago de Melo 5 2º Passo: O resultado da 1ª divisão será dividido novamente até não poder ser mais dividido, ou seja, não podendo obter um resultado aproximado (decimal). 3º Passo: Para sabermos qual será o número binário é só pegarmos o último resultado com os restos no sentido de baixo para cima. Exemplo: Número 13. 13 2 (1) 6 2 (0) 3 2 (1) (1) Portanto, o código binário do número 13 é: 1101 Para fazer o processo contrário (converter um número binário para decimal), o processo é o seguinte: o usuário também usa os números de traz para a frente, vejamos o código binário 1101: 1 x 20 = 1 0 x 21 = 0 1 x 22 = 4 1 x 23 = 8 + 13 - DISPOSITIVOS DE ARMAZENAMENTO - São responsáveis por armazenar informações para uso posterior. Isso porque não perdem informações, quando o computador é desligado (não-voláteis) e podem ser alteradas. ESTRUTURA DAS UNIDADES (HD , DISQUETE E CD)... Antes da utilização de um disco magnético ou óptico, o mesmo deve passar por um processo denominador formatação. Esse processo é necessário porque tipos de sistemas operacionais diferentes armazenam dados de forma diferente. A unidade é composta de trilhas e setores, onde serão armazenados os dados quando o usuário instalar um programa ou gravar um arquivo. Temos também, o cluster, que é um “pequeno pedaço” do arquivo gravado dentro de um setor. DISCO FLEXÍVEL (DISQUETE) É um dispositivo de armazenamento magnético, portanto, muito sensível e muito frágil, sendo consideradohoje em dia um dispositivo obsoleto. 1. Conexão via Drive de Floppy Disk. 2. Capacidade: 1,44 MB (outras). INFORMÁTICA – Tiago de Melo 6 ZIP DISK – DISQUETE ZIP Armazenamento Magnético dos dados. É um tipo de Disquete, que foi muito utilizado no início da década de 90, hoje em dia é um equipamento obsoleto. 1. Conexão via Drive ZIP. 2. Capacidade: 100, 250 e até 750 MB. FITAS MAGNÉTICA (FITA PARA BACKUP) Armazenamento de dados; Altas Capacidades: até 400 GB, acesso Sequência. DISCO RÍGIDO – HD OU WINCHESTER É o mais importante meio de armazenamento de dados, pois o mesmo armazena o sistema operacional, aplicativos, utilitários e os arquivos em geral dos usuários. O funcionamento do disco é feito através dos cabeçotes magnéticos de leitura/gravação, ou seja, o mesmo grava e lê na forma magnética. Possui uma velocidade de 7200 rpm (rotações por minuto), contendo também, duas ou mais lâminas verticalmente empilhadas com seus respectivos cabeçotes de leitura/gravação. Atualmente, podemos encontrar no mercado discos rígidos com capacidade de 80, 100, 160 GB até mais. OBS: Quando a memória RAM está preenchida em sua totalidade por informações, será criada a memória virtual no disco rígido e a mesma terá um percentual de capacidade de armazenamento de dados definido pelo sistema operacional ou pelo o usuário. COMPACT DISK (CD) O CD é o dispositivo de armazenamento auxiliar mais usado atualmente, a capacidade atualmente chega a 700 MB, podendo encontrar alguns de quantidade até maior, existem vários tipos de CDs: 1. Conexão via Drive de CD-ROM. 2. Capacidade: 700 MB (valor padrão). Tipos de CDs: CD-A: é o CD de áudio que compramos nas lojas para escutarmos em um aparelho de som. CD-ROM: é o CD de dados utilizados no computador. CD-R (CD Gravável): é o CD virgem que compramos para gravarmos no computador. CD-RW (CD Regravável): esse modelo é possível gravar e regravar. DIGITAL VERSALITE DISK (DVD) É um modelo de CD que apresenta uma capacidade bem superior ao CD tradicional (aumento da densidade de gravação e utilização de dados compactos). 1. Conexão via Drive de DVD-ROM. 2. Capacidade: 4,7 GB (Camada Simples), 8,5 GB (Camada Dupla). Tipos de DVDs: INFORMÁTICA – Tiago de Melo 7 DVD-ROM: é o DVD que já gravado de fábrica, não podendo ser gravado, só lido pelo computador. DVD-R: permite gravar, mas não regravar. DVD+RW: permite gravar e regravar e possui capacidade de 4,7 GB e pode ser lido por praticamente todas as unidades de DVD. É o mais utilizado. BLU-RAY DISC (DISCO BLU-RAY) · Armazenamento óptico; · Entre 25 GB (camada simples) a 50 GB (camada dupla); Tipos de BD: BD-ROM: Um disco que é só de leitura; BD-R: Disco gravável; BD-RE: Disco regravável. MEMÓRIA FLASH USB (PENDRIVE) Memória Flash Portátil utilizada para transferência de dados de média e baixa capacidade ou backup. Suas características principais são: 1. Conexão via USB. 2. Capacidade: 32, 64, 128, 256, 512MB, 1 GB e até 3 ou 4 Giga, ou até mais. 3. Durabilidade de retenção de dados acima de 10 anos. MP4 ou IPOD Uma Memória baseada constituída de uma memória Flash Portátil utilizada para transferência de dados de média e baixa capacidade ou backup. Suas características principais são: 1. Conexão via USB. 2. Capacidade: 32, 64, 128, 256, 512 MB, 1 GB e até 3 ou 4 Giga, ou até mais. CARTÕES DE MEMÓRIAS Utilizam Memória Flash (FEPROM). Muito utilizado em câmeras fotográficas, celulares e etc... 1. Conexão via Card Bus ou Leitor de Cartão. 2. Capacidade: 32, 64, 128, 256, 512 MB, 1 GB e até mais. SSD (DISCO DE ESTADO SÓLIDO) Um SSD é um "HD" que utiliza chips de memória Flash no lugar de discos magnéticos. Eles são projetados para substituírem diretamente o HD, sendo conectados a uma porta SATA ou IDE. 1. Utiliza Memória Flash (mesma dos pendrives); 2. Capacidades: 32, 64, 128 GB; INFORMÁTICA – Tiago de Melo 8 3. Serão os substitutos dos HDs, especialmente em Laptops. PERIFÉRICOS São aqueles hardwares que tem a função de fazer a entrada de informações ou a saída de informações ou a Entrada/Saída das informações. PERIFÉRICOS DE ENTRADA... São Capazes de fazer a entrada das informações, são eles: · Keyboard (teclado): É composto por teclas, que quando pressionadas uma informação é enviada para o computador. Existem tipos diferentes de teclados, antigamente aqui no Brasil era usado o teclado ABNT (aquele teclado que não possuía o ç), atualmente é usado no Brasil o teclado ABNT 2 (este já possuí a tecla ç, º, ª, e etc...). · Mouse: Existem vários tipos de mouse: mouse Track Ball, Touch Pad (usado em notebooks) e etc.. é a nossa ”mãozinha“ dentro do computador. · Scanner: É um capturador de imagens gráficas e textuais, o scanner digitaliza as informações impressas em papéis e transfere para arquivos armazenáveis no computador. · Microfone: Captura sons em seu alcance enviando em forma de dados para a máquina. · Leitor Óptico: Muito utilizado em supermercados, serve para ler os códigos de barras dos produtos e enviar para o computador. · Webcam: Dispositivo que tem por objetivo capturar imagens em movimento para a memória do computador. · Drive de CD-ROM: Dispositivo que tem por objetivo ler os CDs e transferir as informações para o computador. INFORMÁTICA – Tiago de Melo 9 · Drive de DVD-ROM: Dispositivo que tem por objetivo ler os DVDs e transferir as informações para o computador. PERIFÉRICOS DE SAÍDA... São Capazes de fazer a saída de informações, são eles: · Monitor: É o principal periférico de saída, existem basicamente dois tipos de monitor, Monitor CRT – Tubos de Raios Catódicos (o ”gordinho“ que está sendo mostrado primeiro na imagem abaixo) e o Monitor LCD – Display de Cristal Líquido (o ”fininho“ que está sendo por segundo na imagem abaixo). A função do monitor é interpretar os impulsos binários convertendo-os em sinais gráficos. Os monitores possuem três cores primárias, são elas: RGB (Vermelho, Verde e Azul), também conhecidos, como TRÍADES. Cada ponto da tela consegue representar somente uma cor a cada instante Outra característica importante dos monitores é o DOT PITCH. Que é a distância entre dois pontos da mesma cor. Quanto menor esta distância melhor a imagem. OBS: O Dot Pitch é medido em milímetros. Para uma imagem com qualidade, o mínimo recomendado é o uso de monitores com Dot Pitch igual ou menor que 0,28 mm. A resolução dos monitores é feita através dos PIXELS, que é formada pela varredura do canhão sobre as linhas com pontos na horizontal e vertical do vídeo. Caso a resolução seja de 800x600, por exemplo, significa que a tela possui 800 linhas na vertical e 600 linhas na horizontal, ou seja é um monitor SVGA. Tipos de Resoluções (Monitor) Veremos abaixo algumas resoluções destacadas nos concursos públicos: CGA (Color Graphic Adapter): considerado de baixa resolução são monitores que representam até 200.000 pixels. VGA – 640 X 480 (Vídeo Graphic Adapter): considerado de média resolução são monitores que representam entre 200.000 e 400.000 pixels. SVGA (Super VGA) – 800 X 600: considerado de alta resolução são monitores que representam entre 400.000 e 800.000 pixels. XGA – 1024 X 768 (Extended Graphics Array): consideradode altíssima resolução são monitores que representam acima de 800.000 pixels. · Impressoras: São dispositivos exclusivos de saída de dados, existindo vários tipos de impressoras que podem variar de velocidade e qualidade de impressão. Todas as impressoras possuem 4 cores primárias, são elas: CMYK (Ciano, Magenta, Amarelo e Preto). Estas cores independem de a impressora ser monocromática ou colorida. A qualidade da impressão é definida em DPI (Pontos por Polegada), pois as mesmas passam a informação do computador para o papel em polegadas. Esta é a resolução da impressão, ou seja, quanto maior for o DPI, melhor será a qualidade da impressão. As Impressoras são divididas em dois grupos, são eles: INFORMÁTICA – Tiago de Melo 10 Impressoras de Impacto e de Não Impacto. Impacto: Precisam ter o contato com o papel, ex: Matricial, Margarida. Não Impacto: Não necessita ter contato com o papel, ex: Jato de Tinta, Cera, Laser, Plotter ou Plotadora. · Caixas de Som: Informações em áudio ”saem“ pelas caixinhas de som. · Notivision ou Data Show (Projetor de Imagem): Amplia (Projeta) a imagem em uma parede, por exemplo. PERIFÉRICOS DE ENTRADA/SAÍDA... São Capazes de fazer a entrada e saída de informações são eles: · Monitor Touch Screen: Monitor sensível ao Toque, periférico de entrada e saída, pois o usuário utiliza seu ”dedo“ para servir como o mouse, pode ser constituído de um monitor CRT ou LCD. · Modem: A partir dele podemos nos conectar a Internet, o modem modula/demodula as informações, existem vários tipos de modens: Modem ADSL, Fax-Modem, e etc. · Placa de Fax/Modem: A partir dela podemos conectar um computador a Internet pelo sistema Dial-up (discado), é necessário ter uma linha telefônica. · Placa de Rede: A partir dela podemos conectar um computador a outro, formando assim uma rede. E ela faz a entrada e saída das informações. INFORMÁTICA – Tiago de Melo 11 · Impressora Multifuncional: Esta impressora realiza a entrada e a saída das informações, entrada porque ela possui um scanner embutido nela, e saída porque imprimi as informações. · Drive de CD-RW: Popularmente chamado de Gravadora, consegue ler as informações contidas em um CD, e consegue gravar em um CD as informações contidas por ex: no computador. · Drive de DVD-RW: Lê e grava CD, Lê e Grava DVD. · Drive de Disquete: Lê as informações contidas em um disquete e ”traz“ pro computador, e consegue armazenar no disquete arquivos que por ventura estejam no computador ou em outro dispositivo de armazenamento. PLACA-MÃE (MOTHERBOARD) É a Placa de Circuitos principal de um computador; Nela são encaixados o processador e os demais componentes do computador; A placa-mãe deve ser compatível com o processador e os dispositivos a serem adquiridos para o micro. O papel da placa mãe é fornecer uma maneira de os dispositivos periféricos do computador terem contato com o processador, que o local onde a CPU está. A placa mãe é, simplesmente, o local onde todos os equipamentos se encaixam. Dentre muitos dispositivos que uma placa possui, podemos destacar alguns que são cobrados bastantes em questões de concursos públicos, são eles: SOCKET Local de encaixe do processador existe diversos tipos (tamanho) de Sockets como: Socket A, Socket 462, Socket 754, Socket 939 e etc... (mais esse conhecimento de Tipo/Tamanho de Socket ainda não é cobrado em concursos públicos). CHIPSET É o conjunto de circuitos eletrônicos, que controla todo funcionamento da placa mãe. Todos os dados que trafegam pela placa-mãe passam pelo Chipset. Existem na verdade dois Chipsets o Chipset Ponte Norte – NORTHBRIDGE é o chip maior, responsável pela maioria das funções: comunicação do processador com a memória RAM, barramento AGP, etc... e o Chipset Ponte Sul – SOUTHBRIDGE é o chip menor, encarregado de funções “menos essenciais”, como controlar as interfaces IDE e os barramentos PCI e ISA da placa mãe, assim como as portas seriais, paralela, USB, teclado, etc... SLOTS São fendas na placa-mãe, que tem como função receber as demais placas, ex: Placa de Vídeo, Placa de Rede, e etc... INFORMÁTICA – Tiago de Melo 12 OBS: Muito se fala de Slot usando termo de Barramento, isso não está errado, tendo em vista que o Slot é a ”Terminação“ de um Barramento. BARRAMENTOS São as vias de comunicação e que permitem que os diversos componentes do computador se comuniquem. A ideia do barramento é simplesmente reduzir a quantidade de interconexões em um computador. TIPOS DE PLACA MÃE... Existem dois tipos de Placa Mãe: Placa Mãe On-Board: Ela contém as demais placas em seu interior, ex.: Placa de Vídeo, Áudio, Rede, e etc... Placa Mãe Off-Board: Ela ”não“ contém as demais placas em seu interior, e possui um número maior de SLOTS: OBS: Hoje em dia uma Placa Mãe Off-Board, possui várias placas, como: Rede, Áudio, Portas: Paralela, Serial, Ps2, USB. (só não tem a placa de Vídeo). MICROPROCESSADOR (CPU) INFORMÁTICA – Tiago de Melo 13 Todo computador tem um (alguns computadores têm mais de um); É o circuito eletrônico que processa (calcula) todas as informações que passam pelo computador; As instruções dos programas são executadas pelo microprocessador; Ou seja, o Microprocessador é o “cérebro” do computador. O Microprocessador, assim como os demais componentes do computador, é encaixado na Placa-mãe. Ciclo de instrução realizada na CPU a) Realizar a operação de leitura, ou seja, buscar uma instrução em memória. b) Interpretar a operação da instrução. c) Buscar dados para a CPU processar. d) Realizar a operação com o dado, guardando o resultado no local pela instrução. Todo processador (CPU) possui alguns componentes que fazem com que o mesmo possa funcionar corretamente, abaixo segue uma lista dos componentes mais interessantes e importantes e com certeza os mais cobrados em provas de concursos públicos. 1. ULA (Unidade Lógica e Aritmética) É o principal componente da CPU e, junto com os registradores, realiza a função de processamento. 2. UC (Unidade de Controle) É o elemento da CPU que possui a lógica necessária movimentação de dados e instruções da CPU e para CPU (responsável por controlar tudo o que ocorre na CPU). 3. Registradores (Register) É o componente da CPU responsável por armazenar os dados que serão enviados para ULA e as informações geradas por operações de lógica ou aritméticas realizadas na ULA. 4. Clock (onda) É o componente da CPU responsável por gerar pulsos, cuja duração é chamada de ciclo. Os sinais de controle emitidos pela UC ocorrem em vários instantes durante o período de realização de um ciclo de instrução e, de modo geral, todos possuem uma duração fixa e igual, originada no Clock. A unidade de medida é o Hz (Hertz – 1 ciclo por segundo). O mais interessante é lembrar que todo processador possui 2 clocks: Clock Interno e o Clock Externo vejamos: Clock Externo É o clock realizado fora do processador, mais precisamente na barramento que o processador utiliza para se comunicar com o Chipset Northbridge (Ponte Norte), o Clock Externo é o Clock que o processador utiliza para “falar” com os demais componentes, em geral é um clock baixo, seguem mais algumas informações importantes sobre Clock Externo: Determina quantos ciclos por segundo (Hz) serão efetuados no barramento que liga a Placa-mãe aoProcessador (esse é o Barramento Frontal – FSB); Clocks externos maiores determinam maior taxa de transferência de dados entre o processador e os outros componentes do computador; Atualmente: 200 Mhz, 333 Mhz, 800 MHz, ou até mais; Clock Interno É o clock realizado dentro do processador, o Clock Interno é o clock que o processador utiliza para “pensar”, portanto é o mais importante, em geral é um clock bem mais alto do que o clock externo, (lógico não é? Todos nós pensamos mais rápidos do que falamos). Nos dias atuais, os microcomputadores já ultrapassaram a casa dos MHz, alcançando a casa dos GHz. Portanto, é possível encontrar no mercado processadores com frequências variadas, ex: Pentium IV 1,5 GHZ, Athlon 1,3 GHZ, e etc... Abaixo seguem mais algumas informações importantes sobre o Clock Interno. Determina quantos ciclos por segundo (Hz) serão efetuados dentro do processador. Esse clock é diretamente proporcional à quantidade de operações por segundo que um processador é capaz de executar; O Clock chega atualmente à casa dos GHz (Bilhões de Ciclos por Segundo); INFORMÁTICA – Tiago de Melo 14 Aumento da Frequência – Overclocking Quando um processador é comprado, ele vem da fábrica, com sua frequência definida. Contudo, é possível alterar o Clock de um processador através de um processo técnico (não recomendado) chamado Overclocking. Esse processo consegue, com segurança, aumentos de até 20% na frequência original de fábrica, em média. Mais que isso pode fazer o processador trabalhar a uma temperatura muito superior aos limites dele, fazendo-o travar constantemente e inviabilizando o uso do computador. Para realizar um overclocking, é necessário ter acesso ao programa básico que controla a placa mão (SETUP) e, em alguns casos, até abrir o gabinete para fazer mudanças físicas nos componentes da placa mãe. 5. MEMÓRIA CACHE A partir dos processadores 386DX, houve uma grande necessidade de aumento de velocidade no processamento dos dados, surgindo assim à denominação cache de memória, ou seja, a utilização da memória estática dentro do processador. Essa memória é utilizada pela CPU para requisitar as últimas informações que o processador acessou na memória RAM, ou seja, se o usuário abrir pela 2ª vez (o mesmo arquivo, programa ou pasta), o processador irá buscar as informações na memória CACHE não precisando localizá-las na memória RAM, obtendo assim o aumento da velocidade do processamento. Esse tipo de memória possui uma capacidade de armazenamento temporário de 512 KB, mas é mais rápida que a memória RAM que tem uma maior capacidade 256 MB de armazenamento temporário. Quando o processador busca uma informação na CACHE e a mesma é localizada, dizemos que houve um acerto (hit) denominado CACHE HIT. Se o processador buscar uma informação na CACHE e a mesma não for localizada na memória, dizemos que houve um erro (miss) denominado CACHE MISS, pois o processador terá que trazer a informação da memória RAM. Níveis de Cache CACHE L1 (Cache Interna): é localizada dentro do processador fazendo o desempenho do micro aumentar bastante. CACHE L2 (Cache Interna): tem a mesma finalidade do cache L1 que é antecipar as informações que o processador solicita. Atualmente, os processadores possuem a cache L2 interna, enquanto que antigamente o cache L2 era externo, isto é, localizado na placa-mãe. CACHE L3 (Cache Externa): Alguns processadores, geralmente processadores para equipar servidores, utilizam mais um nível de Cache, esse nível se chama Cache L3. 6. Quantidade de Núcleos Um núcleo nada mais é do que a “parte central” de um processador. É nesse local onde realmente as informações são processadas, então, digamos que seja de fato aqui o cérebro do processador, é isso mesmo, sempre costumo dizer que o processador é a cabeça, e o núcleo que tem dentro dele é o cérebro. Alguns processadores atuais já estão sendo fabricados com dois Núcleos de Execução (dual core). Isso significa que um processador, hoje em dia, pode funcionar como se fosse dois em paralelo. Já há processadores com 4 núcleos! Modelos de Processadores Atualmente existem duas empresas que se destacam no mercado mundial na criação e na comercialização de Processadores, são elas: INTEL e AMD. INTEL A intel desenvolve processadores e diversos outros componentes e tecnologias para Computadores; Também fabrica placas-mãe e chipsets. Arquitetura baseada em FSB (Barramento Frontal) – que liga o processador ao Chipset e Memória. Com isso toda vez que o processador precisa buscar uma informação que se encontre na memória RAM, e isso acontece em INFORMÁTICA – Tiago de Melo 15 todo momento que estamos utilizando o nosso computador, o processador dependerá do Chipset para realizar tal busca. Processadores da Intel... • Para Desktops (PCs): Celeron D, Pentium 4, Pentium D, Core 2 Duo, Core 2 Quad. • Para Notebooks (portáteis): Celeron M, Pentium M, Core Duo, Core 2 Duo. • Para Servidores: Xeon, Itanium. CERELON D Processador de núcleo único. Usado em Desktops e Laptops maiores. É o mais “simples” da família Intel. PENTIUM 4 É um processador mais rápido que o Celeron, podendo ser usado em diversos segmentos. Dotado da tecnologia HT (Hyper Threading); PENTIUM D (Intel Core Duo) É uma evolução temporária da família Pentium. Possui dois núcleos de execução (Dual Core). CORE 2 DUO Nova “filosofia” de fabricação: Arquitetura Core. Possui dois núcleos de execução (Dual Core). Muito melhor que o Pentium D. CORE 2 QUAD Primeiro processador a possuir quatro núcleos de execução (Quad Core). Lembre-se: São 2 Pentium 4 no mesmo chip! INFORMÁTICA – Tiago de Melo 16 ATOM Processador da Intel para netbooks; A nova Família da Intel... Ambos são DUAL CORE; CORE I7 Atualmente o MELHOR PROCESSADOR da Intel (QUAD CORE); AMD A AMD é uma empresa “concorrente” da Intel, e vem ao longo dos anos em crescimento árduo, possui processadores de 64 bits (e ainda compatíveis com com x86 – 32 bits). E trabalha com uma arquitetura baseada em: Controlador de Memória integrado ao processador; Conexão Hyper Transport; Processadores da AMD... • Para Desktops (PCs): Sempron, Athlon 64, Athlon 64 X2, Athlon 64 FX, Phenom; • Para Notebooks (portáteis): Turion; • Para Servidores: Opteron; SEMPROM É o processador “mais básico” da AMD, recomendado para o uso em tarefas simples do dia a dia. ATHLON 64 É o processador que concorre diretamente com o Pentium 4 da Intel; ATHLON 64 X2 É o processador de núcleo duplo da AMD; INFORMÁTICA – Tiago de Melo 17 ATHLON 64 FX É o processador da AMD de alta performance. Alguns possuem 2 núcleos, mais há também de 4 núcleos. TURION É o processador da AMD de baixo consumo para notebooks. PHENOM É uma nova “família” de processadores da AMD, existe o Phenom X2, Phenom X3 e Phenom X4. 7. BARRAMENTOS DO SISTEMA Via que interliga os principais componentes do computador, como a CPU, os dispositivos de Entrada e Saída e a Memória Principal; Barramento de Dados Transfere os Dados e Instruções dos programas que estão sendo executados (cujas instruções ficam armazenadas na memória principal); Sua largura determina a Palavra de um processador (32 ou 64 bits); Barramento de Endereços Transfereos endereços das posições de memória que serão acessadas pela CPU; Sua largura determina a capacidade máxima de memória principal que um processador é capaz de suportar; Barramento de Controle Transfere os sinais de controle e sincronia enviados pela UC da CPU para os demais componentes do Computador. A CPU também recebe sinais de controle vindos dos demais componentes do micro. Sua largura é desprezível. MEMÓRIAS O local onde fica armazenado (guardadas) nossas informações é que chamamos de memória. û MAIN MEMORY (Memória Principal) Esse tipo de memória é que chamamos “memória do computador” (Interna, Primária ou Main Memory). Na maioria dos computadores, a memória principal está localizada na mesma placa da CPU, podendo inclusive ser ampliada por extensão que aumenta sua capacidade de armazenamento. As informações nela contidas são referentes ao funcionamento básico do computador. A Memória Principal é o sistema de memória ao qual a Unidade Central de Processamento tem acesso direto e instantâneo. Em outras palavras, a CPU pode a qualquer momento, chamar qualquer informação primária, dando o seu endereço, e obterá a informação desejada instantaneamente. Funções da Memória Principal 1. Armazenar os dados de entrada até que sejam solicitados para o processamento. INFORMÁTICA – Tiago de Melo 18 2. Armazenar os dados intermediários do processamento e servir como área de trabalho. 3. Armazenar os dados de saída que são produtos do processamento. 4. Armazenar o conjunto de instruções a ser executado, ou seja, o programa. A Memória Principal é dividida em duas: RAM e ROM. û MEMÓRIA RAM (Random Access Memory) A memória RAM ou memória de acesso aleatório é considerada provisória. Esse tipo de memória é a que se pode “ler e escrever” em qualquer de suas posições. O acesso a uma determinada posição de memória é feito aleatoriamente, isto é, pode ser acessada qualquer informação que estiver em um determinado endereço de memória. As informações que estão sendo utilizadas pela CPU são guardadas neste tipo de memória. Características: · Memória Elétrica: armazena informações na forma de pulsos elétricos; · Memória de Acesso Aleatório. Memória Volátil. · Unidade de Medida: MB, hoje em dia GB. · Atualmente: 128, 256, 512 e 1024 MB (1 GB), 2048 MB (2 GB), e etc... û TIPOS DE MEMÓRIA RAM DRAM – É o tipo de memória RAM Dinâmica, que tem alto consumo de energia e que precisa de reforços elétricos (refresh). Esta memória é lenta, o seu custo menor, quando comparada a SRAM. É o tipo mais utilizado de Memória RAM. SRAM – É o tipo de memória RAM Estática, que tem baixo consumo de energia e é extremamente rápida. VRAM – É o tipo de memória RAM utilizada em placas de vídeo. û MEMÓRIA ROM (Read-Only Memory) A memória ROM ou memória apenas de leitura é considerada basicamente como uma memória permanente, pois não se pode alterar os dados nela contidos (os dados são gravados no momento de sua fabricação). Feita a gravação da memória ROM é utilizada para armazenar instruções e programas que executam operações básicas do computador. Características: · Informações técnicas (programas, instruções e dados de controle do computador). · Gravada de fábrica. · Usuários não possuem fácil acesso ás informações nela contidas. · Memória não-volátil (seu conteúdo não é apagado ao se desligar a máquina). · Alto custo, Muito velozes. Embora a Memória ROM seja apenas de leitura, existem tipos diferentes de memória não-volátil. ROM – É o tipo de memória ROM que já tem seu conteúdo gravado de fábrica. Não podendo ser alterada. PROM – É o tipo de memória ROM programável, mais uma vez programada ela se torna uma MROM. EPROM – É o tipo de memória ROM programável e reprogramável por raios ultravioletas. EEPROM – É o tipo de memória ROM programável e reprogramável por impulsos elétricos. FEPROM – É o tipo de memória ROM programável e reprogramável, utilizada bastante nos dias atuais, em pendrives, MP4, Cartões de créditos, CPF e etc... û PROGRAMAS DA MEMÓRIA ROM (FIRMWARES) Há basicamente três programas dentro da memória ROM que são conhecidos pela denominação firmware. SETUP: Através do Setup é possível configurar o funcionamento da memória RAM, do Disco Rígido, dos barramentos, dos principais periféricos, etc. As alterações RAM DRAM SDRAM DDR DDR2 VRAM SRAM INFORMÁTICA – Tiago de Melo 19 feitas por meio do programa SETUP ficam guardadas numa memória RAM chamada CMOS, na placa-mãe. BIOS: Basic Input/Output System (Sistema Básico de Entrada e Saída) é um programa que tem por finalidade iniciar os “trabalhos” em um computador. O BIOS é responsável por “acordar” o micro e reconhecer os componentes básicos ligados a ele (o BIOS faz isso lendo o conteúdo do CMOS). O BIOS está gravado num chip de memória ROM localizado na placa-mãe (junto com o SETUP). O CMOS... É um pequeno CHIP de memória volátil (RAM) localizado na placa-mãe do computador. O CMOS armazena os dados alterados por meio do SETUP. O CMOS é alimentado por uma pequena bateria quando o micro é desligado (essa pilha fica na placa-mãe). Os dados no CMOS são consultados pelo programa BIOS sempre que o micro é iniciado. POST (Autoteste ao Ligar): há um teste de memória sempre que o micro é ligado. Você já deve ter reparado que, quando ligamos o computador, o mesmo visualiza a numeração da capacidade da memória RAM, disco rígido, etc. Etapas do POST Quando ligamos o computador, ele realiza as seguintes etapas: 1. Identifica a configuração instalada; 2. Inicializa o CHIPSET da placamãe; 3. Inicializa o vídeo; 4. Testa a memória; 5. Testa o teclado; 6. Carrega o sistema operacional para a memória principal; 7. Entrega o controle do microprocessador ao sistema operacional. û MEMÓRIA VIRTUAL A memória RAM é de extrema importância para os computadores, porque é uma memória de execução. Alguns programas necessitam de mais memória RAM do que o tamanho já existente. Nesse caso, os computadores criam uma extensão de RAM no Winchester (HD), o que é chamado de Memória Virtual. OBS: Essa memória não existe fisicamente, é apenas uma simulação do real. BARRAMENTOS São caminhos secundários que ligam o chipset aos componentes periféricos do computador. Os Barramentos podem ser divididos em 2 tipos: Barramentos do Sistema e Barramentos de Expansão. û BARRAMENTOS DO SISTEMA Via que interliga os principais componentes do computador, como a CPU, os dispositivos de Entrada e Saída e a Memória Principal; INFORMÁTICA – Tiago de Melo 20 Barramento de Dados Transfere os Dados e Instruções dos programas que estão sendo executados (cujas instruções ficam armazenadas na memória principal); Sua largura determina a Palavra de um processador (32 ou 64 bits); Barramento de Endereços Transfere os endereços das posições de memória que serão acessadas pela CPU; Sua largura determina a capacidade máxima de memória principal que um processador é capaz de suportar; Barramento de Controle Transfere os sinais de controle e sincronia enviados pela UC da CPU para os demais componentes do Computador. A CPU também recebe sinais de controle vindos dos demais componentes do micro. Sua largura é desprezível. û BARRAMENTOS DE EXPANSÃO Barramentos Internos: Ligam os periféricos que ficam dentro do gabinete do computador. Barramento ISA: Usado para placas de expansão (Modem, Rede, Som e Vídeo); Barramento antigo e atualmente semuso; Taxa: 16 MB/s. Largura: 16 bits. Barramento PCI: Usado para placas de expansão (Modem, Rede, Som e Vídeo); Substituto do antigo barramento ISA, Atualmente utilizado; Taxa: 133 MB/s; Largura: 32 bits; É Plug and Play. Barramento AGP: Usado para Placas de Vídeo (somente); Taxa: 266 MB/s (AGP 1X); Pode chegar a AGP 8x, com taxa de 2,1 GB/s; Largura: 32 bits; É Plug and Play. Barramento PCI EXPRESS: Substituto do PCI e do AGP; Vai do PCI Express x1 (que é serial) ao PCI Express x16 (com 16 linhas seriais simultâneas), Existem: x1, x4, x8 e x16 (os mais usados são x1 e x16). Barramento IDE: Usado para Unidades de Disco (HD, CD, DVD); Taxa: até 133 MB/s (o mais comum é 100 MB/s); Largura: 32 bits Normalmente há dois deles em uma Placa- Mãe (IDE Primário e IDE Secundário). Barramento SERIAL ATA (SATA): Usado para Unidades de Disco Rígido; Taxa: 150 MB/s ou 300 MB/s (SATA 2); Largura: 1 bit (Serial) Está se tornando comum nas placas mãe atuais. INFORMÁTICA – Tiago de Melo 21 Barramento SCSI: Usado para Unidades de Disco (HD, CD, DVD); Scanners e Impressoras também! Taxa: até 320 MB/s; Não é comum em computadores pessoais, mas em servidores de rede. Usa-se, normalmente, uma Placa Controladora separada. Barramentos Externos: Ligam os periféricos que ficam fora do Gabinete. São eles: Barramento Serial (RS-232): Usado para conectar equipamentos de baixas velocidades (mouse, teclado); Taxa de transferência: 115 Kbps (14,4 KB/s); Transfere dados de forma serial (bit a bit). Barramento Antigo e em desuso. Barramento PS/2: Usado para conectar mouse e teclado, Substituto do antigo barramento serial (RS-232), Transfere dados de forma serial (bit a bit). Barramento Paralelo: Usado para conectar equipamentos que exigem maior velocidade, como impressoras e scanners; Taxa de transferência: 9,6 Mbps (1,2 MB/s); Barramento antigo. Barramento USB: Usado para conectar qualquer tipo de equipamento externo, Transfere dados de forma serial (bit a bit), Permite a conexão de até 127 equipamentos ao computador Barramento “Hot plug and play”; USB 1: 12 Mbps (1,5 MB/s) USB 2: 480 Mbps (60 MB/s) Barramento Firewire (IEEE 1394): Concorrente do USB; Conecta até 63 equipamentos no computador; Taxa de transferência: 400 Mbps (50 MB/s), Já existe o Firewire 800, com 800 Mbps (100MB/s) Barramento PCMCIA (Card Bus): Usado em Notebooks e Handhelds; Há vários equipamentos nesse formato: modems, placas de rede, placas de comunicação sem fio, cartões de memória, e etc; Também chamado de Card Bus;
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