Estrutura de um Computador

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ETEP Faculdades
Paulo Henrique Santos – RA: 13017958
 A ESTRUTURA DE UM COMPUTADOR
Orientador: Profº Luciano
SÃO JOSÉ DOS CAMPOS 
2013
ETEP Faculdades
Paulo Henrique Santos. – RA: 13017958
A ESTRUTURA DE UM COMPUTADOR
Trabalho referente a disciplina de Sistemas Operacionais do curso técnico de Redes à ETEP Faculdades.
Orientador: Profº Luciano.
 
SÃO JOSÉ DOS CAMPOS 
2013
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ............................................................................................. 04
A ESTRUTURA DE UM COMPUTADOR ................................................ 05
COMPONENTES PARA PC CENTRAIS ................................................... 07
PORTAS, PERIFÉRICOS E SLOTS DE EXPANSÃO ................................ 08
LIGANDO UM PC ........................................................................................ 10
SISTEMAS OPERACIONAIS ..................................................................... 12
O FUTURO DOS PCs .................................................................................. 13
PORTÁTIL DE COMPUTAÇÃO PESSOAL .............................................. 14
CONCLUSÃO ............................................................................................... 16
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .......................................................... 17
INTRODUÇÃO
Este trabalho tem como objetivo, explicar o funcionamento de um computador em geral. O computador é uma máquina capaz de armazenar e processar números, textos, sons e imagens, codificando as informações em conjuntos numéricos formados pelos algarismos 1 e 0, ou seja, em sequência de bits.
O primeiro computador conhecido foi o ENIAC, criado pelo exército americano durante a segunda guerra mundial, mas foi apresentado a sociedade só em 1946. Mas antes da criação do ENIAC, vários equipamentos criados por matemáticos, físicos e outros cientistas, já traziam a ideia da tecnologia dos computadores. Um bom exemplo disso é uma máquina de calcular criada por Charles
Babbage em 1833. Nomeada de diferencial, a máquina de calcular utilizava cartões que lhe davam orientações de como realizar os cálculos. Foi com essa máquina de calcular que a ideia de processamento de dados utilizada nos computadores tomou impulso, fazendo com que fosse possível a criação do computador.
O computador possui um funcionamento semelhante à máquina de calcular de Charles Babbage. O computador sozinho não sabe fazer nada, ele precisa ser orientado passo a passo do que ele deve fazer, ou seja, ele tem de receber instruções que o diga como realizar o processamento de dados. É para isso que existe o software, que é um conjunto de instruções que dizem ao computador como ele deve processar os dados.
Para funcionar o computador utiliza um fenômeno conhecido como eletrização, é com esse fenômeno que o computador funciona, através da eletrização as peças do computador se comunicam e funcionam, mas só processam dados se receberem as instruções dos softwares. 
Os principais dispositivos responsáveis, pelo funcionamento de um computador são os transistores. O transistor é um dispositivo que possui a capacidade de conduzir ou resistir à corrente elétrica. Os transistores são feitos de materiais semicondutores, como o silício (Si).
Na computação os transistores são utilizados, na criação de circuitos integrados. As empresas que criam circuitos integrados “chips”, produzem transistores cada vez menores, isso possibilita que um chip possua vários transistores. Por esse motivo os processadores estão cada vez mais potentes, em relação ao processamento de dados. Os transistores atualmente possuem um tamanho de 45nm. E as empresas fabricantes de circuitos integrados pretendem diminui-los mais ainda.
Os circuitos integrados são constituídos de vários transistores, e possuem uma tecnologia “microarquitetura”. Essa tecnologia é que determina, o modo como os transistores serão utilizados no processamento de dados. Quanto mais avançada for essa tecnologia, melhor será o processamento de dados.
Os circuitos integrados não são utilizados só nos processadores, em todos os componentes eletrônicos é possível encontrar circuitos integrados. A única diferença é o modo com que eles são utilizados.
Os transistores são o motivo, que faz com que os computadores utilizem a linguagem binária. Isso acontece por que o transistor ao permitir a passagem de energia representa o valor 1, e ao resistir a passagem de energia representa o valor 0. Para que o computador entenda o que deve ser processado, se deve utilizar a linguagem binária, para isso é utilizada a tabela ASCII (American Standard Code for Information Interchange).
A ESTRUTURA DE UM COMPUTADOR
O computador de palavra se refere a um objeto que pode aceitar alguma entrada e produzir alguma saída. Na verdade, o próprio cérebro humano é um computador sofisticado, e os cientistas estão aprendendo mais sobre como funciona a cada ano que passa. O uso mais comum da palavra computador, porém, é para descrever um dispositivo eletrônico que contém um microprocessador.
Um microprocessador é um pequeno dispositivo eletrônico que pode realizar cálculos complexos em um piscar de olhos. Você pode encontrar microprocessadores em muitos dispositivos que você usa todos os dias, como carros, geladeiras e televisões. O dispositivo mais reconhecido com um microprocessador é o computador pessoal ou PC. De facto, o conceito de um computador se tornou quase sinônimo do termo PC.
Quando você ouve PC, você provavelmente imagina um dispositivo fechado com um vídeo anexado tela, teclado e algum tipo de um dispositivo apontador, como um mouse ou touchpad. Você também pode visualizar diferentes formas de PCs, tais como computadores, torres e laptops. O termo PC tem sido associado com determinadas marcas, tais como processadores Intel ou sistemas operacionais da Microsoft. Neste artigo, no entanto, definem um computador, como um dispositivo de computação mais geral, com as seguintes características:
Concebido para ser utilizado por uma pessoa de cada vez
Executa um sistema operacional para fazer a interface entre o usuário eo microprocessador
Tem certos componentes internos comuns descritas neste artigo, tal como uma CPU e memória RAM
Executa aplicativos de software projetados para trabalhos específicos ou atividades lúdicas
Permite a adição e remoção de hardware ou software, conforme necessário
PCs traçar sua história de volta para os anos 1970, quando um homem chamado Ed Roberts começou a vender jogos de computador baseados em um chip microprocessador projetado pela Intel. Roberts chamou seu computador Altair 8800 e vendeu os kits desmontados para US $ 395. Popular Electronics publicou uma reportagem sobre o kit em sua edição de janeiro de 1975 e, para a surpresa de quase todos, os jogos tornaram-se um sucesso instantâneo. Assim, a era do computador pessoal começou.
Enquanto o Altair 8800 foi o primeiro computador pessoal real, foi o lançamento do Apple II um par de anos mais tarde, que marcou o início do PC como um eletrodoméstico procurado. O Apple II, a partir de inventores Steve Jobs e Steve Wozniak, revelou-se que havia uma demanda por computadores em casas e escolas. Logo depois, as empresas de informática de longa data, como IBM e Texas Instruments saltou para o mercado de PCs, e novas marcas como a Commodore e Atari entrou no jogo.
COMPONENTES PARA PC CENTRAIS
A seguir estão os componentes comuns para PCs na ordem em que está normalmente montado:
Caso(Case) - Se você estiver usando um laptop, o gabinete do computador inclui teclado e tela. Para desktops, o caso é normalmente algum tipo de caixa com luzes, ventiladores, e lugares para prender os cabos. O tamanho do processo pode variar de pequenas unidades de mesa para torres altas. Um maior número de casos nem sempre implica um computador mais potente, é o que está dentro que conta. Construtores de PCs projetar ou selecionar umcaso com base no tipo de placa-mãe que deve caber dentro.
Placa-mãe - A placa de circuito principal dentro de seu PC é a placa-mãe . Todos os componentes, dentro e fora, se conectar através da placa-mãe, de alguma forma. Os outros componentes listados nesta página são removíveis e, assim, substituível sem substituir a placa-mãe. Vários componentes importantes, no entanto, estão ligados diretamente à placa-mãe. Estes incluem o semicondutor de óxido metálico complementar (CMOS), que armazena algumas informações, como o relógio do sistema, quando o computador é desligado. Motherboards vêm em diferentes tamanhos e padrões, o mais comum como esta escrito sendo ATX e MicroATX. A partir daí, motherboards variam de acordo com o tipo de componentes removíveis eles são projetados para lidar internamente e quais portas estão disponíveis para conectar dispositivos externos.
Alimentação - Além de suas CMOS, que é alimentado por uma bateria CMOS substituível na placa-mãe, todos os componentes do seu PC confiam em sua fonte de alimentação. A fonte de alimentação se conecta a algum tipo de fonte de energia, se isso é uma bateria no caso de computadores móveis, ou de uma tomada de energia no caso de PCs desktop. Em um PC desktop, você pode ver a fonte de alimentação montada dentro da caixa com uma conexão de cabo de alimentação do lado de fora e um punhado de cabos conectados dentro. Alguns desses cabos conectados diretamente à placa-mãe, enquanto outros se conectar a outros componentes como discos e fãs.
A unidade central de processamento (CPU) - A CPU, muitas vezes chamado apenas o processador, é o componente que contém o microprocessador . Esse microprocessador é o coração de todas as operações do PC, e o desempenho de hardware e software contam com o desempenho do processador.Intel e AMD são os maiores fabricantes de CPU para PCs, mas você vai encontrar outras pessoas no mercado também. As duas arquiteturas comuns CPU são 32-bit e 64-bit, e você vai descobrir que um determinado software conta com essa arquitetura distinção.
Memória de acesso aleatório (RAM) - Mesmo o processador mais rápido precisa de um buffer para armazenar informações enquanto ele está sendo processado. A RAM é a CPU como uma bancada é um cozinheiro: Serve como o lugar onde os ingredientes e as ferramentas que você está trabalhando com a esperar até que você precisa pegar e usá-los. Tanto uma CPU rápida e uma grande quantidade de RAM são necessárias para um PC rápido. Cada PC tem uma quantidade máxima de memória RAM que pode suportar, e os slots da placa-mãe indicar o tipo de RAM do PC exige.
Drives - A unidade é um dispositivo destinado a armazenar dados quando não está em uso. A unidade de disco rígido ou unidade de estado sólido armazena o sistema operacional do PC e software, o que veremos mais de perto depois. Esta categoria também inclui discos ópticos, tais como aqueles usados ​​para ler e gravar CD, DVD e mídia Blu-ray. A unidade se conecta à placa-mãe baseada no tipo de tecnologia de controlador de disco que utiliza, incluindo o padrão antigo IDE e o novo padrão SATA.
Dispositivos de refrigeração - Quanto mais os seus processos de computador, mais calor ele gera. A CPU e outros componentes pode lidar com uma certa quantidade de calor. No entanto, se um PC não é arrefecido adequadamente, pode sobreaquecer, provocando danos caros para os seus componentes e circuitos. Fãs são o dispositivo mais comum usado para refrigerar um PC. Além disso, o processador está coberta por um bloco metálico chamado um dissipador de calor que retira calor a partir da CPU. Alguns usuários de computadores graves, como os jogadores, por vezes, têm soluções mais caras de gerenciamento de calor, como um sistema refrigerado a água, projetado para lidar com mais exigências de resfriamento intenso.
- Cabos - todos os componentes que mencionamos até agora são conectados por uma combinação de cabos. Estes cabos são projetados para transportar dados, energia ou ambos. PCs devem ser construídas de modo a que os cabos dobrar perfeitamente dentro do caso e não bloquear o fluxo de ar em toda ela.
PORTAS, PERIFÉRICOS E SLOTS DE EXPANSÃO.
O computador precisa de componentes adicionais, no entanto, para interagir com os usuários humanos e outros computadores. As peças de PC que fazem isso acontecer:
Componentes gráficos - Enquanto algumas placas-mãe tem vídeo on-board, outros incluem o que chamamos de um slot de expansão, onde você pode deslizar em uma placa de vídeo separada. Em ambos os casos, os componentes de vídeo em um processo de PC parte dos dados gráficos complexos que vão para a tela, levando um pouco da carga fora de sua CPU. A placa-mãe aceita placas de vídeo baseadas em uma interface específica, como o padrão mais antigo AGP ou um dos mais recentes padrões PCI.
Portas - A porta palavra é usada frequentemente para descrever um lugar do lado de fora de seu PC onde você pode conectar um cabo. Descrever uma porta pela sua utilização, tal como uma porta USB ou uma porta Ethernet. (Note-se que a porta de palavra também é usada para descrever um software de conexão quando duas peças de hardware tentam se comunicar.) Muitos portos são fixados diretamente na placa-mãe. Algumas das portas que você vai encontrar em um PC incluem o seguinte:
Portas USB
Portas de rede, tipicamente Ethernet e FireWire
Portas de vídeo, normalmente uma combinação de VGA, DVI, RCA / componente, S-Video e HDMI
Portas de áudio, normalmente uma combinação de mini conectores de áudio analógico ou RCA
Portas de legado, ou portas que seguem padrões antigos que raramente são usados ​​em computadores modernos, tais como portas de impressora paralela e portas PS2 para um teclado e mouse
Periféricos - Qualquer peça de hardware que não é montado dentro do gabinete de um PC é chamada de um periférico. Isto inclui o seu insumo básico e dispositivos de saída: monitores, teclados e mouses. Ele também inclui impressoras, alto-falantes, fones de ouvido, microfones, webcams e drives flash USB. Qualquer coisa que você pode conectar a uma porta no PC é um dos periféricos do PC. Os periféricos essenciais (como monitores) não são necessários em laptops, que eles construíram em seu lugar.
Slots de expansão - Na ocasião, você vai querer adicionar componentes para um PC que não tem um slot designado em algum lugar na placa-mãe. É por isso que a placa-mãe vai incluir uma série de slots de expansão. Os componentes removíveis projetados para caber em slots de expansão são chamados de cartões, provavelmente por causa de sua estrutura plana, cartão-like. Usando slots de expansão, você pode adicionar placas extras de vídeo, placas de rede, portas de impressora, receptores de TV e muitas outras adições personalizados. O cartão deve corresponder ao tipo de slot de expansão, seja o legado ISA / EISA ou o tipo mais comum PCI , PCI-X ou PCI Express tipos.
LIGANDO UM PC
Quando você liga um PC, a máquina passa por vários processos internos antes que esteja pronto para você usar. Isso é chamado o processo de boot, ou a inicialização do PC. Boot é curto para inicialização, uma referência para o velho ditado, "Puxe-se pelos cadarços", o que significa que para começar algo desde o início. O processo de inicialização é controlado pelo sistema de entrada e saído básica do PC (BIOS).
A BIOS é um software armazenado em um chip de memória flash. Em um PC, a BIOS está embutida na placa-mãe. Ocasionalmente, um fabricante de PC vai liberar uma atualização para a BIOS, e você pode seguir cuidadosamente as instruções de "piscar o BIOS" com o software atualizado.
Além de controlar o processo de inicialização, o BIOS oferece uma interface de configuração básica para os componentes de hardware do PC. Nessa interface, você pode configurar coisas como o fim de ler discos durante a inicialização e quão rápidos o processador deve ser autorizado a executar. Verifique a documentação do seu PC para descobrir como entrar em sua interface de BIOS. Esta informação é muitas vezes apresentada quando você iniciar o computador, também,com uma mensagem como, "Press DEL para entrar no menu de configuração."
Resumo do processo de inicialização em um PC:
O botão de energia ativa a fonte de alimentação do PC, enviando energia para a placa-mãe e outros componentes.
O PC executa um power-on self-test (POST). O POST é um pequeno programa de computador dentro do BIOS, que verifica a existência de falhas de hardware. Um único sinal sonoro após os sinais de POST que está tudo bem. Outras sequencias de bip sinalizar uma falha de hardware, e especialistas em reparação de PC comparar essas sequências com um gráfico para determinar qual componente falhou.
O computador exibe informações sobre o monitor conectado mostrando detalhes sobre o processo de inicialização. Estes incluem a fabricante de BIOS e revisão, especificações do processador, a quantidade de memória RAM instalada, e as unidades detectadas. Muitos PCs têm substituído exibindo essa informação com uma tela mostrando o logotipo do fabricante. Você pode desligar a tela nas configurações da BIOS, se você preferir ver o texto.
O BIOS tenta acessar o primeiro setor do disco designado como o disco de inicialização. O primeiro é o primeiro sector kilobytes de o disco de forma sequencial, se a unidade é lido sequencialmente, começando com o primeiro endereço da memória disponível. O disco de inicialização é normalmente o mesmo disco rígido ou de estado sólido rígido que contém o sistema operacional. Você pode mudar o disco de inicialização, configurando o BIOS ou interromper o processo de inicialização com uma sequência de teclas (geralmente indicado nas telas de boot).
O BIOS confirma que há um bootstrap loader, ou carregador de inicialização, em que o primeiro setor do disco de boot, e ele carrega que boot loader na memória (RAM). O carregador de inicialização é um pequeno programa concebido para encontrar e lançar o sistema operacional do PC.
Uma vez que o carregador de boot está na memória, nas mãos do BIOS sobre o seu trabalho para o carregador de boot, que por sua vez começa a carregar o sistema operacional na memória.
Quando o carregador de boot termina sua tarefa, verifica-se o controle do PC para o sistema operacional. Em seguida, o sistema operacional está pronto para interação com o usuário.
SISTEMAS OPERACIONAIS 
Depois de um boot no PC, você pode controlá-lo através de um sistema operacional , ou OS para breve. Como desta escrita, a maioria dos PCs não-Apple executar uma versão do Microsoft Windows ou Linux de distribuição. Esses sistemas operacionais são projetados para funcionar em vários tipos de hardware PC, enquanto o Mac OS X é projetado principalmente para hardware Apple.
Um sistema operacional é responsável por várias tarefas. Essas tarefas se enquadram nas seguintes categorias gerais:
Gerenciamento de processador - divide o trabalho do processador em partes gerenciáveis ​​e prioriza-los antes de enviá-los para a CPU.
Gerenciamento de memória - coordena o fluxo de dados dentro e fora de RAM e determina quando usar a memória virtual no disco rígido para completar uma quantidade insuficiente de RAM.
Gerenciamento de dispositivos - fornece uma interface baseada em software entre os componentes internos do computador e cada dispositivo conectado ao computador. Exemplos incluem interpretar teclado ou mouse de entrada ou ajustar os dados gráficos para a resolução da tela para a direita. As interfaces de rede, incluindo o gerenciamento de sua conexão com a Internet, também se enquadram no balde gerenciamento de dispositivos.
Gerenciamento de armazenamento - direciona onde os dados devem ser armazenados permanentemente em discos rígidos, drives de estado sólido, drives USB e outras formas de armazenamento. Por exemplo, as tarefas de gerenciamento de armazenamento auxiliar quando criar, ler, editar, mover, copiar e excluir documentos.
Interface da aplicação - fornece a troca de dados entre programas de software e o PC. O pedido deve ser programado para trabalhar com a interface do aplicativo para o sistema operacional que você está usando. Os pedidos são frequentemente concebidos para versões específicas de um sistema operacional, também. Você vai ver isso em requisitos da aplicação com frases como "Windows Vista ou mais tarde", ou "só funciona em sistemas operacionais de 64 bits."
Interface de usuário (UI) - fornece uma maneira para que você possa interagir com o computador.
O FUTURO DOS PCs
Desde o primeiro PC chegou ao mercado, os modelos mais novos e melhores fizeram modelos mais antigos obsoletos em poucos meses de produção. Tecnologias de acionamento, como SATA foi substituído IDE e PCI slots de expansão substituído ISA e EISA. O indicador mais importante para o progresso tecnológico em um PC, porém, é a sua CPU e o microprocessador dentro do CPU.
Microprocessadores de silício tem sido o coração do mundo da computação desde 1950. Durante esse tempo, os fabricantes de microprocessadores têm colocado mais transistores e melhorias para microprocessadores. Em 1965, o fundador da Intel, Gordon Moore previu que microprocessadores dobraria em complexidade a cada dois anos. Desde então, que a complexidade tem dobrado a cada 18 meses, e especialistas da indústria apelidou a previsão da Lei de Moore . Muitos especialistas previram que a Lei de Moore chegará a um fim em breve por causa das limitações físicas dos microprocessadores de silício.
Como desta escrita, no entanto, as capacidades do transistor 'processadores continuam a subir. Isso ocorre porque os fabricantes de chips estão constantemente encontrando novas maneiras de transistores etch para o silício. Os minúsculos transistores são agora medidos em nanômetros, que é um bilionésimo de um metro. Próprios átomos são aproximadamente 0,5nm, e os processos de produção mais atuais de microprocessadores pode produzir transistores que medem 45nm ou 32nm. Quanto menor esse número vai, quanto mais transistores vão caber em um chip e, portanto, mais poder de processamento que o chip é capaz de fazer. Em maio de 2011, a Intel estava trabalhando em um processo de fabricação de 22 nm, codinome Ivy Bridge, que usa transistores com um projeto de conservação de energia chamado Tri-Gate.
Então o que acontece quando chegarmos ao fim da Lei de Moore? Um novo meio de processamento de dados pode garantir que o progresso continua. Sucessores potenciais são aqueles que provar ser um meio mais poderoso de desempenhar as funções computacionais básicas de um processador. Microprocessadores de silício têm contado com o transistor de dois Estados tradicional há mais de 50 anos, mas as invenções, tais como os computadores quânticos estão mudando o jogo.
Os computadores quânticos não são limitados aos dois estados de 1 ou 0. Eles codificam a informação como bits quânticos, ou qubits. Um qubit pode ser um 1 ou um 0, ou pode existir em uma superposição que é, simultaneamente, 1 e 0 ou algures no meio. Qubits representam átomos que estão trabalhando juntos para servir como memória de computador e microprocessador. Como um computador quântico pode conter esses estados múltiplos simultaneamente, tem o potencial de ser milhões de vezes mais poderosos do que os supercomputadores mais poderosos da atualidade. Tecnologia de computação quântica ainda está em seus estágios iniciais, mas os cientistas já provaram que são o conceito, com resultados mensuráveis ​​reais. Certifique-se de verificar como computadores quânticos Trabalhe para saber mais sobre esta descoberta incrível.
PORTÁTIL DE COMPUTAÇÃO PESSOAL
Mesmo antes do PC, fabricantes de computadores foram conceituar computadores portáteis. Foi a 12 quilos IBM PC Convertible, que trouxe o conceito de laptop em produção em 1986. Desde então, os computadores portáteis tornaram-se menores e mais leves, e seu poder de processamento melhorou ao lado de PCs desktop.
Hoje, a indústria do computador reconhece outras classes de computadores móveis. Uma classe, o notebook, tornou-se quase sinônimo de laptop. O termo foi originalmente usado para indicar um menor, primo mais leve parao laptop. Outra classe, o notebook, é ainda menor do que notebooks, além de ser mais barato e menos potente. A classificação é, provavelmente, nomeada para o seu público-alvo: aqueles que querem uma interface muito básica para o uso da Internet.
A computação móvel vai ainda mais longe do que notebooks e netbooks. Muitos smartphones e tablets têm tanto poder de processamento como notebooks, embalados em pacotes menores. As principais diferenças incluem um tamanho menor da tela e resolução, menos portas externas, capacidade de telefone celular e tecnologia touch-screen, além de ou no lugar de um teclado.
No lado do software, sistemas operacionais para PC também estão melhorando a portabilidade. Por exemplo, o Google Chrome OS minimiza a necessidade de espaço no disco rígido, baseando-se no acesso aos aplicativos da Web e armazenamento em nuvem. Isso significa que um netbook que é limitada a uma unidade de 64 GB de estado sólido tem o potencial para ser tão útil quanto um computador portátil com um disco rígido de 500 GB. Naturalmente, os grandes aplicativos que não são Web-enabled são a exceção a essa vantagem de economia de espaço.
CONCLUSÃO
Conclui-se então que, o computador é toda e qualquer máquina capaz de receber, armazenar e enviar dados, e de efetuar, sobre estes, sequencias previamente programadas de operações aritméticas (como cálculos) e lógicas (como comparações), com o objetivo de resolver problemas.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
http://computer.howstuffworks.com/pc7.htm (30/10/2013 - 14h15min)
http://vestibular.uol.com.br/resumo-das-disciplinas/fisica/entenda-o-funcionamento-do-computador.htm (30/10/2013- 14h45min) 
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAeoy8AF/computadores-como-funcionam (30/10/2013 - 14h50min)