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Ministério da Educação Colégio Santa Ana ÍNDICE CAPÍTULO I - ARQUITECTURA DOS PC’S .................................................................... 1 1.1 - Placas Mãe (motherboard) ......................................................................................... 1 1.1.1 - Quanto ao Formato .............................................................................................. 1 1.1.1.1 - Formato XT (eXtended Tecnology – Tecnologia Extendida) ...................... 1 1.1.1.2 - Formato AT (Advanced Tecnology – Tecnologia Avançada) ..................... 2 1.1.1.2.1 - Modelos de Placas de Mãe de Formato AT .......................................... 4 1.1.1.3 - Formato ATX (Advanced Tecnology eXtended – Tecnologia Extendida Avançada) ................................................................................................................... 6 1.1.2 - Quanto a Tecnologia ........................................................................................... 8 1.1.2.1 - Chipset .......................................................................................................... 8 1.1.2.1.1 – Contituição do Chipset ......................................................................... 8 1.2 – Barramentos e Slots de Expanção ........................................................................... 11 1.2.1 – Tipo de Barramentos ........................................................................................ 11 1.2.1.1 – Tipo de Barramentos de Entrada e Saída................................................... 12 1.2.1.1.1 - ISA (Industry Standard Architeture) ................................................... 12 1.2.1.1.2 - MCA (Micro Chanel Architeture) ....................................................... 13 1.2.1.1.3 - EISA (Extended ISA ou Enhanced ISA)............................................. 14 1.2.1.1.4 - VLB OU VESA (Video Electronic Standard Association) ................. 15 1.2.1.1.5 - PCI (Peripheral Component Interconnect) .......................................... 16 1.2.1.1.6 - AGP (Accelerated Graphics Port) ....................................................... 18 1.2.1.1.7 - PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express) ou PCIe 19 1.2.1.1.8 - USB(Universal Serial Bus) ................................................................. 21 1.2.1.1.9 - Blutoofh ............................................................................................... 23 1.3 - BIOS (Basic Input Output System – Sistema Básico de Entrada e Saída) .............. 24 1.3.1 – Programas que constituem a BIOS ................................................................... 24 1.4 - ANATOMIA DA PLACA MÃE ............................................................................. 26 CONEXÕES ................................................................................................................. 33 CAPÍTULO II - MEMÓRIAS DO SISTEMA ................................................................ 34 2.1 – Diferentes Memórias do Sistema ............................................................................. 34 2.1.1 - Registradores ..................................................................................................... 34 2.1.2 - Memórias CACHE ............................................................................................ 34 2.1.2.1 – Níveis de Memórias CACHE .................................................................... 35 2.1.3 - Memórias Auxiliares ......................................................................................... 35 2.1.4 - Memória Principal ............................................................................................. 35 2.1.5 - Estrutura da Memória Principal ........................................................................ 36 2.2 – Memórias RAM ....................................................................................................... 37 2.2.1 – Funcionamento da Memória RAM ................................................................... 37 2.2.2 – Acesso aos dados na Memória RAM ............................................................... 37 2.2.3 – Tipos de Memórias RAM ................................................................................. 38 2.2.3.1 - DRAM (Dynamic Random Access Memory) ............................................ 38 2.2.3.2 - SRAM (Static Random Access Memory) .................................................. 38 2.2.3.2.1 – Tecnologias de Memórias DRAM ...................................................... 39 2.2.3.2.1.1 – Memórias Regulares ou Memórias Comuns ............................... 39 2.2.3.2.1.2 – Memória FPM (FAST PAGE MODE ou Modo de Acesso Rápido) ............................................................................................................. 39 2.2.3.2.1.3 – Memórias EDO (EXTENDED DATA OUTPUT) ...................... 39 2.2.3.2.1.4 – Memórias BEDO (BURST EXTENDED DATA OUTPUT RAM) .......................................................................................................................... 40 2.2.3.2.1.5 – Memórias SDRAM (SYNCHRONOUS DYNAMIC RAM) ...... 40 2.2.3.2 – Novas Tecnologias de Memórias DRAM ................................................. 41 2.2.3.2.1 - DDR-SDRAM – Double Data Rate SDRAM ..................................... 41 2.2.3.2.2 - Direct Rambus (Rambus DRAM) ....................................................... 41 2.2.3.2.3 - DDR2 – Double Data Rate2 ................................................................ 42 2.2.3.3 – Padrões de Encapsulamentos das Memórias ............................................. 43 2.2.3.3.1 - TSOP (Thin Small Outline Package) .................................................. 43 2.2.3.3.2 - FBGA (Fine pitch Ball Grid array) ..................................................... 44 2.2.3.4 – Histórico de Encapsulamentos das Memórias ........................................... 44 2.2.3.4.1 - DIP (Dual In-Line Package-Circuito Integrado) ................................. 44 2.2.3.4.2 – SIPP (Single In-Line Pin Package) ..................................................... 45 2.2.3.4.3 - SIMM (Single In-Line Memory Module) ........................................... 45 2.2.3.4.4 - DIMM (Double In-Line Memory Module) ......................................... 46 2.2.3.4.4.1 - Tipos de Módulos DIMM ............................................................ 47 2.3 – Métodos de Diagnóstico e Correcção de Erros ....................................................... 48 2.3.1 - Paridade ............................................................................................................. 48 2.3.2 - ECC (Error-Correcting Code ou Código de Correcção de Erros) .................. 49 2.4 – Memórias ROM ....................................................................................................... 50 2.4.1 – Tipos de Memórias ROM ................................................................................. 50 2.4.1.1 - ROM (propriamente dita) ........................................................................... 50 2.4.1.2 - PROM (Programmable ROM, ou ROM Programável) .............................. 50 2.4.1.3 - EPROM (Erasable Programmable ROM ou ROM Programável e Apagavel).................................................................................................................. 51 2.4.1.4 - EEPROM (Electrically-Erasable Programmable ROM ou ROM Programável e Apagavel Electricamente) ................................................................ 51 2.4.1.5 - Memórias Flash .......................................................................................... 52 2.5 – Hierarquia de Memórias do Sistema....................................................................... 52 CAPÍTULO III - DISCO DURO ...................................................................................... 54 3.1 - Geometria de um Disco Duro .................................................................................. 55 3.2 – Funcionamento Básico de um Disco Duro .............................................................. 55 3.3 – Conectores de um Disco Duro ................................................................................. 56 3.4 – Configuração dos Jumpers de um Disco Duro ........................................................ 57 3.5 – Formatação de um Disco Duro ................................................................................ 57 3.5.1 - Formatação Física ............................................................................................. 57 3.5.2 - Formatação Lógica ............................................................................................ 57 3.6 - Sistema de Arquivos ................................................................................................ 58 3.6.1 - Sistema de Arquivos FAT16 ............................................................................. 58 3.6.2 - Sistema de Arquivos VFAT .............................................................................. 59 3.6.3 - Sistema de Arquivos FAT12 ............................................................................. 59 3.6.4 - Sistema de Arquivos FAT32 ............................................................................. 60 3.6.5 - Sistema de Arquivos NTFS ............................................................................... 60 3.6.6 - Sistema de Arquivos NTFS 5 ............................................................................ 60 3.6.7 - Sistema de Arquivos HPFS ............................................................................... 61 3.6.7 - Sistema de Arquivos EXT2 ............................................................................... 61 3.7 – Estruturas Lógicas ................................................................................................... 61 3.7.2 - FAT (File Allocation Table) ............................................................................. 62 3.7.3 - Directório Raiz .................................................................................................. 62 3.7.4 - Desfragmentação ............................................................................................... 63 3.8 – Controladores de Disco Duro .................................................................................. 63 CAPÍTULO IV – PROCESSADORES E SUA TECNOLOGIA ................................... 65 4.1 – Estrutura Básica da CPU ......................................................................................... 66 4.1.1 - Barramentos de um Processador ....................................................................... 66 4.1.2 - Unidades do Processador .................................................................................. 67 4.2 – Classificação de Processadores ............................................................................... 69 4.3 - Nomeclaturas em Processadores .............................................................................. 72 4.4 - Metodologia de Linha de Montagem ou Pipeline .................................................... 73 4.5 – Evolução dos Processadores ................................................................................... 74 Instruções SSE2 ................................................................................................................ 85 CAPÍTULO V - PERIFÉRICOS ..................................................................................... 89 5.1 – PERIFÉRICOS DE ENTRADA .............................................................................. 90 5.1.1 - Teclado .............................................................................................................. 90 5.1.2 - Mouse ................................................................................................................ 90 5.1.3 - Scanner .............................................................................................................. 91 5.1.4 - Leitor Óptico ..................................................................................................... 92 5.1.5 - Microfone .......................................................................................................... 92 5.2 – PERIFÉRICOS DE SAÍDA .................................................................................... 93 5.2.1 - Monitor de Vídeo ou Monitor ........................................................................... 93 5.2.1.1 - CRT(Catod Ray Tube ou Tubo de Raios Catódicos) ..................................... 93 5.2.1.2 - LCD(Liquid Cristal Display ou Display de Cristal Líquido) ........................ 94 5.2.2 - Impressoras ....................................................................................................... 95 5.2.2.1 - Classificação das Impressoras .................................................................... 96 5.2.2.2 - Tipos de Impressoras .................................................................................. 96 5.2.2.2.1 - Impressoras de Impacto ....................................................................... 96 5.2.2.2.1.1 - Impressora de Margarida .............................................................. 96 5.2.2.2.1.2 - Impressoras Matriciais ou Impressora de Agulhas ...................... 96 5.2.2.2.2 - Impressoras de Jacto de Tinta ............................................................. 97 5.2.2.2.2.1 - Bubble Jet, ou Jacto de Bolha ...................................................... 97 5.2.2.2.2.2 - Piezo-elétrica ................................................................................ 98 5.2.2.2.3 - Impressoras a Laser ............................................................................. 98 5.2.2.2.4 - Impressoras Térmicas ou Impressoras térmicas Directa ..................... 99 5.2.2.2.5 - Impressoras de Fusão Térmica ou Dye Dublimation ........................ 100 5.2.2.2.6 - Plotter ................................................................................................ 100 5.2.3 - Speakers ou Colunas de Som ......................................................................... 101 5.3 – PERIFÉRICOS DE MISTOS OU ENTRADA&SAÍDA ...................................... 101 5.3.1 - Disquete ........................................................................................................... 101 5.3.2 - Placa de Rede ou Adaptador de Rede, ou ainda, NIC ..................................... 102 5.3.3 - Modem (Modulador - de (s)modulador) ......................................................... 102 5.3.3.1 - Tipos de Modems ..................................................................................... 103 5.3.3.1.1 - Modems para Acesso Discado .......................................................... 103 5.3.3.1.2 - Modems de Banda Larga................................................................... 103 CAPÍTULO VI - SISTEMA OPERATIVO .................................................................. 104 6.1 – Funções de Sistema Operativo .............................................................................. 105 6.2 – Classificação dos Sistemas Operativos ................................................................. 106 6.3 – Microsoft Windows ............................................................................................... 107 6.3.1 – Lista de todas as Versões windows ................................................................ 108 6.3.2 – Microsoft Windows XP ou Windows eXPerience .........................................109 6.3.3 – Microsoft Windows Vista ............................................................................... 110 Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 1 CAPÍTULO I - ARQUITECTURA DOS PC’S 1.1 - Placas Mãe (motherboard) Sendo o processador o Cérebro do computador, pode se dizer que a Placa-mãe é a espinha dorsal, é através dela que o processador se comunica com os demais periféricos. As placas mãe se diferem uma da outra pelo: Formato. Tecnologia suportada. Velocidade de comunicação com os periféricos. 1.1.1 - Quanto ao Formato Afim de padronizar os tamanhos das placas mãe foram criados formatos padrão dentre quais os formatos AT (advanced technology) e ATX (advanced technology extended) são os mais encontrados: 1.1.1.1 - Formato XT (eXtended Tecnology – Tecnologia Extendida) Computadores com este formato de placas mães dominaram o mercado durante os anos 80, começando a declinar até ter a sua produção encerrada no início dos anos 90. As placas mães com este formato eram equipadas com processadores 8086 e 8088, processadores usados na altura e fabricados pela INTEL. Apesar de serem um pouco velozes na época, placas com este formato apresentavam problemas de compatibilidade, isto é, algumas placas de periféricas de expansão não funcionavam correctamente ao serem instaladas em uma dessas placas. Placas mãe com formato XT usavam chips SSI (Short Scale Integration), MSI (Médium Scale Integration) e LSI (Large Scale Integration); sendo que placas de formato recentes usam por sua vez circuitos VLSI (Very Large Scale Integration), um chip equivalente à centenas de chips SSI, MSI e mesmo LSI. Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 2 1.1.1.2 - Formato AT (Advanced Tecnology – Tecnologia Avançada) Esse formato é um dos padrões mais antigos desenvolvidos, devido ao seu espaço físico a versão original do Padrão AT foi substituída pelo padrão AT baby sendo este o padrão encontrado nos computadores que utilizam o formato AT. Essas placas são de fácil identificação por conter apenas um único conector soldado na placa Conector AT (teclado) Padrão AT Baby Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 3 Esse padrão tem características desvantajosas como a pouca circulação de ar devido a quantidade de cabos flat que são ligados nela para efetuar as conexões dos conectores, a localização concentrada em uma determinada área de todos os encaixes e a possibilidade de ligação errônea do conector da fonte, sendo essa última característica causadora de prováveis danos irreversíveis na placa. Forma Correta de fazer a ligação da alimentação Os fios pretos ficam agrupados no centro do conector Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 4 1.1.1.2.1 - Modelos de Placas de Mãe de Formato AT Ilustração Placa padrão AT Baby Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 5 Formato Baby AT: Possui todas as características de uma placa formato AT, mas é mais estreita.Formato Full AT: São placas com o verdadeiro formato AT para máquinas servidoras. Ilustração Placa padrão Full AT Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 6 Conector Alimentação padrão ATX sentido único de encaixe 1.1.1.3 - Formato ATX (Advanced Tecnology eXtended – Tecnologia Extendida Avançada) Esse é o padrão foi criado afim de solucionar os problemas do formato AT, traz característica como: Conectores de Portas Paralelas e seriais onboard Conector mouse e teclado padrão Ps2 onboard Redução de tamanho Maior circulação de ar Conector de alimentação com encaixe em uma única posição Maior facilidade no gerenciamento de energia (liga e desliga via software) Localização estratégica do processador na placa O Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 7 Devido a variação do tamanho no formato ATX originou-se outro padrões onde a diferença fica em um número reduzido de slots resultando em placas cada vez menores. Veja a seguir a variação: ATX MICRO ATX FLEX ATX MINI ITX Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 8 1.1.2 - Quanto a Tecnologia A tecnologia da placa mãe é determinada pelas possibilidades de conexões de dispositivos mais rápidos e da melhor performance em seus componentes integrados como no caso dos chipsets e dispositivos onboard. 1.1.2.1 - Chipset Os chipsets são dispositivos encarregados pela interface da comunicação do processador com os periféricos, como também controlar os dispositivos integrados na placa. De uma forma simples, se os grandes componentes como a CPU, a memória e os controladores de I/O forem representados por edifícios, o chipset representará toda a infra-estrutura rodoviária necessária para controlar e interligar aqueles edifícios. 1.1.2.1.1 – Constituição do Chipset CHIPSET PONTE NORTE CHIPSET PONTE SUL A qualidade do chipset é fundamental para a estabilidade e desempenho do computador Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 9 Ponte Norte: O chip ponte norte, também chamado de MCH (Memory Controller Hub - Hub Controlador de Memória) é conectado directamente ao processador e possui basicamente as seguintes funções: Controlador de Memória. Controlador do barramento AGP (se disponível). Controlador do barramento PCI Express x16 (se disponível). Interface para transferência de dados com a ponte sul. O processador não acessa directamente a memória RAM ou a Placa de vídeo. É a ponte norte que funciona como intermediário no acesso do processador a estes dispositivos. Por causa disso, a ponte norte tem influência directa no desempenho do sistema. Se um chip de ponte norte tem um controlador de memória melhor do que outro, o desempenho geral do sistema será melhor. Isto explica o motivo pelo qual ter duas placas-mãe voltadas para a mesma classe de processadores e que obtêm desempenhos diferentes. E quando o processador necessitar ler dados do disco duro, os dados serão transferidos do disco para a ponte sul e então repassados para a ponte norte (através de um barramento dedicado) que por sua vez chegará até o processador. Ponte Sul: O chip ponte sul, também chamado ICH (I/O Controller Hub - Hub Controlador de Entrada e Saída) é conectado à ponte norte e sua função é basicamente controlar os dispositivos on-board e de entrada e saída tais como: Discos rígidos (Paralelo e Serial ATA). Portas usb. Som on-board. Rede on-board. Barramento PCI. Barramento PCI-Express (se disponível). Barramento ISA (se disponível). Memória de configuração (CMOS) Dispositivos antigos, como controladores de interrupção e de DMA. Enquanto que a ponte sul pode ter alguma influência no desempenhodo disco duro, este componente não é tão crucial no que se refere ao desempenho geral do sistema quanto à ponte norte. Na verdade, a ponte sul tem mais a ver com as funcionalidades da placa-mãe do que com o desempenho. É a ponte sul que determina a quantidade (e velocidade) das portas USB e a quantidade e tipo (ATA ou Serial ATA) das portas do disco duro que a placa-mãe possui. http://pmstrk.mercadolivre.com.br/jm/PmsTrk?tool=347515&word=processador&go=http://www.mercadolivre.com.br/jm/search?as_categ_id=1693$$as_display_type=G$$as_filtro_id=PRECIO_FIJO$$as_order_id=MAS_OFERTADOS$$as_price_min=25 http://pmstrk.mercadolivre.com.br/jm/PmsTrk?tool=347515&word=placa+de+v%EDdeo&go=http://www.mercadolivre.com.br/jm/search?as_categ_id=1658$$as_display_type=G$$as_filtro_id=PRECIO_FIJO$$as_order_id=MAS_OFERTADOS$$as_price_min=25 http://pmstrk.mercadolivre.com.br/jm/PmsTrk?tool=347515&word=placas-m%E3e&go=http://www.mercadolivre.com.br/jm/search?as_categ_id=1692$$as_display_type=G$$as_filtro_id=PRECIO_FIJO$$as_order_id=MAS_OFERTADOS$$as_price_min=25 http://pmstrk.mercadolivre.com.br/jm/PmsTrk?tool=347515&word=processador&go=http://www.mercadolivre.com.br/jm/search?as_categ_id=1693$$as_display_type=G$$as_filtro_id=PRECIO_FIJO$$as_order_id=MAS_OFERTADOS$$as_price_min=25 http://pmstrk.mercadolivre.com.br/jm/PmsTrk?tool=347515&word=disco+r%EDgido&go=http://www.mercadolivre.com.br/jm/search?as_categ_id=1672$$as_display_type=G$$as_filtro_id=PRECIO_FIJO$$as_order_id=MAS_OFERTADOS$$as_price_min=25 Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 10 A conexão entre a ponte norte e a ponte sul é feita através de um barramento. No início, o barramento utilizado para conectar a ponte norte à ponte sul era o barramento PCI. Actualmente, o barramento PCI não é mais usado para esse tipo de conexão e foi substituído por um Barramento Dedicado. Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 11 1.2 – Barramentos e Slots de Expansão A tecnologia dos barramentos e slots avançaram afim de suprir a necessidade de periféricos cada vez mais rápidos e eficientes. Slots ou Ranhura de Expansão: São conectores para se encaixar as placas de expansão de um computador, ligando-as fisicamente aos barramentos por onde trafegam dados e sinais. Podemos citar, placas de vídeo, placas de fax/modem, placas de som, placas de rede, etc; são encaixadas na placa mãe em seus slots correspondentes. Barramento: É um conjunto de linhas de comunicação que permitem a interligação entre dispositivos, como o CPU, a memória e outros periféricos. Esses fios ou conductores estão divididos em três conjuntos: Via de dados: Onde trafegam os dados. Via de endereços: Onde trafegam os endereços. Via de controle: Sinais de controle que sincronizam as duas vias anteriores. O desempenho do barramento é medido pela sua largura de banda (quantidade de bits que podem ser transmitidos ao mesmo tempo): 8 bits, 16 bits, 32 bits, 64 bits, etc. Ou também pela velocidade da transmissão medida em bps (bits por segundo) por exemplo: 10 bps, 160 Kbps, 100 Mbps, 1 Gbps, etc. 1.2.1 – Tipo de Barramentos Barramento do Processador: É utilizado pelo processador internamente para a troca de sinais. Barramento de Cache: É um barramento dedicado para acesso à memória cache do computador. Barramento de Memória: É o barramento responsável pela conexão da memória principal ao processador. É um barramento de alta velocidade. Barramento de Entrada e Saída: É um conjunto de circuitos e linhas de comunicação que se ligam ao resto do computador, com a finalidade de possibilitar a expansão de periféricos e a instalação de novas placas no computador. Estes barramentos permitem a conexão de dispositivos como: Placa gráfica; Placa de rede; Placa de som; Mouse; Teclado; Modems; etc. Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 12 1.2.1.1 – Tipo de Barramentos de Entrada e Saída 1.2.1.1.1 - ISA (Industry Standard Architeture) É um barramento para computadores, padronizado em 1981 e criado pela IBM. Versões do ISA ISA de 8 bits: Utilizados para a comunicação de periféricos nos antigos computadores de formato XT (eXtended Tecnology – Tecnologia Extendida). Este barramento opera a uma frequência de 8MHz e utiliza 8 bits para comunicação. É o primeiro barramento de expansão. ISA de 16 bits: É uma expansão do ISA de 8 bits formando desta feita um ISA de 16 bits, para utilização em computadores equipados com processadores 80286. Este barramento opera a uma frequência de 8MHz e utiliza 16 bits para comunicação. É um barramento do tipo compartilhado e compatível placas ISA de 8 bits. CARACTERISTICAS TRANSFERENCIA EM 8 OU 16 BITS CLOCK DE 8 MHZ Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 13 1.2.1.1.2 - MCA (Micro Chanel Architeture) Criado pela IBM com a intenção de substituir os ISA no uso de periféricos rápidos, como placas gráficas. O mesmo funcionava à 16 ou 32bits, frequência de 10MHz e era pelo menos 2.5vezes mais rápido que o ISA. Foi o primeiro tipo de barramento a suportar recursos como o Bus Mastering e suporte ao Plug-and-Play e apresentava incompatibilidades com o ISA, tinha alto custo e uma arquitectura fechada pelo patenteamento da sua fabricante (IBM), sendo um dos factores que contribuiu para o seu insucesso comercial e então cair no desuso. Bus Mastering: Recurso capaz de aumentar a performance geral do sistema, permitindo que os dispositivos conectados a este barramento acedem directamente a memória principal (DMA), melhorando a velocidade de transferência do mesmo e privando o processador de executar mais algumas determinadas tarefas, ganhando tempo. Plug-and-Play ou PnP (Conecte e use): Tem o objectivo de fazer com que o computador seja capaz de reconhecer e configurar automaticamente qualquer periférico instalado, reduzindo o trabalho de usuário a apenas encaixar o componente. Fig. – Placa de expansão MCA Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 14 1.2.1.1.3 - EISA (Extended ISA ou Enhanced ISA) Fig. – Slots EISA Criado pela Compaq, o EISA foi projectado para ser compatível com o ISA, facto que não se visualizava no MCA patenteado pela IBM. EISA funcionava na frequência de 8MHz, palavras de 32bits e taxa de transferência na ordem 32MB/s. A complexidade do EISA acabou por resultar em um alto custo de produção, o que dificultou sua popularização. Com isto, poucas placas mãe chegaram a ser produzidas com slots EISA, e poucas placas de expansão foram desenvolvidas para este tipo de slots. O slot EISA foi um slot com baixa aceitação no mercado e acabou praticamente restrito a placas-mãe para servidores de rede. Assim como o MCA, o EISA é actualmente um barramento morto. CARACTERISTICAS BARRAMENTO DE DADOS 32 BITS BARRAMENTO DE ENDEREÇOS 8, 16 ,32 BITS COMPATIVEL COM PERIFÉRICOS ISA CLOCK DE 8 MHZ Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 15 CARACTERISTICAS: BARRAMENTOS DE DADOS IGUAL A DO PROCESSADOR BARRAMENTO DE ENDEREÇO DE 35 BITS FREQUENCIA DE OPERAÇÃO IGUAL DO BARRAMENTO LOCAL 1.2.1.1.4 -VLB OU VESA (Video Electronic Standard Association) Fig. – Slots VLB Fig. – Placa de expansão para slots VLB O VESA LOCAL BUS (VLB) é um padrão de barramento desenvolvido pela VESA (Video Electronics Standards Association) para os computadores. O VLB é uma barramento de 32 bits que fisicamente, é uma extensão do slot ISA presente na placa-mãe dos computadores desenvolvidos durante a era 80486. Com o avanço tecnológico dos processadores e com o surgimento do CAD (Computer Aided Design) o VLB veio incrementar a performance de exibição nos monitores exigida pelo novo mercado da época. Além de placas de vídeo, o VLB foi também utilizado para interfaces de disco e placas de rede. Devido ao alto desempenho e baixo custo, e principalmente devido ao apoio da maioria dos fabricantes, os slots VLB tornaram-se rapidamente um padrão de slots e barramentos para placas equipadas com processadores 486. Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 16 1.2.1.1.5 - PCI (Peripheral Component Interconnect) Fig. – Slots PCI Criados pela Intel em 1992, os slots PCI são tão rápidos quanto eram os slots VLB, porém mais barato e muito mais versátil. CARACTERISTICAS: OPERA COM 32 OU 64 BITS TAXA DE TRANSFERENCIA DE ATE 132 MB/S COM 32 BITS POSSUI SUPORTE AO PADRÃO PNP (PLUG IN PLAY) 32 BITS 64 BITS Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 17 Além do custo e da velocidade, os slots PCI possuem vantagens, como o suporte nativo ao Plug-and-Play; sendo novos periféricos instalados em slots PCI automaticamente reconhecidos e configurados através do trabalho conjunto da BIOS e de um sistema operativo com suporte a PnP (Plug-and-Play), como o Windows 98/Me/XP…. Tem capacidade de trabalhar a 32 ou 64 bits, oferecendo altas taxas de transferência de dados. Os slots PCIs podem ser usados por vários tipos de periféricos, como placas de vídeo, placas de som, placas de rede, modem, adaptadores USB e etc. Mas até quatro ou cinco ano atrás componentes mais lentos, como placas de som e modems em sua maioria ainda utilizavam slots e barramentos ISA. Placa de Som: É um dispositivo de hardware que envia e recebe sinais sonoros entre equipamentos de som e um computador executando um processo de conversão AD (Analogico-Digital) e DA (Digital Analógico) respectivamente. Placa de Rede: É um dispositivo de hardware que serve para interligar o computador uma rede de computadores, caso ela exista. Essa interligação será em função das configurações própias da rede em questão. Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 18 VERSÕES E TAXAS DE TRANSFERENCIA EM 32 BITS COM CANAL EM OPERAÇÃO EM 66MHZ. AGP 1X = 266 MB/S AGP 2X = 533 MB/S AGP 4X = 1066 MB/S AGP 8X = 2133 MB/S 1.2.1.1.6 - AGP (Accelerated Graphics Port) Fig. – Slots AGP e Placas de gráfica para slots AGP Os slots AGP foram feitos sob medida para as placas de vídeo mais modernas. Os mesmos operam ao dobro da velocidade dos slots PCI, ou seja, 66 MHz, permitindo uma transferência de dados a 266 MB/s, o dobro dos PCI. Além da velocidade, os slots AGP permitem que uma placa de vídeo possa acessar directamente a memória RAM. Este é um recurso muito utilizado em placas 3D, onde a placa usa a memória RAM para armazenar as texturas que são aplicadas sobre os polígonos ou qualquer outra forma geométrica que compõem a imagem tridimensional. Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 19 PLACAS PLACAS DE ACELERAÇÃO GRAFICA A partir de ano de 2003, novas versões do AGP incrementaram a taxa de transferência dramaticamente de dois a oito vezes. Versões disponíveis incluem AGP 2x, AGP 4x, e AGP 8x. Em adição, existem placas AGP 19ró de vários tipos. Elas requerem usualmente maior voltagem e algumas ocupam o espaço de duas placas em um computador (ainda que elas se conectam a apenas um slot AGP). 1.2.1.1.7 - PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express) ou PCIe O PCIe é o padrão de slots para placas de computador sucessor do AGP e do PCI. Sua velocidade vai de x1 até x32 (sendo que actualmente só existe disponível até x16). Mesmo a versão x1 consegue ser duas vezes mais rápido que o PCI tradicional. No caso das placas de vídeo, um slot PCI Express x16 é duas vezes mais rápido que um AGP 8x. O PCI Express é uma conexão ponto-a-ponto, isto é, ele conecta somente dois dispositivos e nenhum outro dispositivo pode compartilhar esta conexão. Isto é, em TAXAS DE TRANSFERENCIA PCI EXPRESS 1X = 250MB/S PCI EXPRESS 4X = 1000MB/S PCI EXPRESS 8X= 2000MB/S PCI EXPRESS 16X = 4000MB/S http://pt.wikipedia.org/wiki/2003 http://pt.wikipedia.org/wiki/Voltagem http://pt.wikipedia.org/wiki/Slot Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 20 uma placa-mãe com slots PCI comuns, todos os slots PCI são conectados ao barramento PCI e todos compartilham o mesmo caminho de dados. Em uma placa- mãe com slots PCI Express, cada slot PCI Express é conectado ao chipset da placa- mãe usando uma pista dedicada, não compartilhando esta pista (caminho de dados) com nenhum outro slot PCI Express. Mas em nome da simplificação, chama-se o PCI Express de “barramento”, visto que para usuários comuns o termo “barramento” é facilmente reconhecido como “caminho de dados para interligar dispositivos”. A tecnologia PCI Express conta com um recurso que permite o uso de uma ou mais conexões séries (“caminhos”, também chamados de lanes) para transferência de dados. Se um determinado dispositivo usa apenas um caminho, então diz-se que este utiliza o barramento PCI Express 1x, se utiliza 4 conexões, sua denominação é PCI Express 4x e assim por diante. Cada conexão série, caminho ou lane pode ser bidirecional, ou seja, recebe e envia dados (250 MB/s em cada direcção simultaneamente). PCI Express 2.0: Em Janeiro de 2007 foi concluído o desenvolvimento do padrão PCI Express 2.0, que oferece o dobro de velocidade do padrão antigo, ou seja, 500 MB/s (também bidirecional) ao invés dos 250 MB/s. Um slot PCI Express x16, no padrão 2.0, poderá transferir até 8 GB/s contra 4 GB/s do padrão anterior Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 21 1.2.1.1.8 - USB(Universal Serial Bus) Até certo tempo atrás, instalar um periférico em um computador era um acto encarado como uma tarefa assustadora, digna apenas de técnicos ou de pessoas com mais experiência. Em meio a vários tipos de cabos e conectores, era preciso primeiro descobrir, quase que por um processo de adivinhação, em qual porta do computador deveria ser conectado o periférico em questão. Quando a instalação era interna, o usuário precisava abrir o computador e quase sempre tinha que configurar jumpers e/ou IRQs. Somente em pensar em ter que encarar um emaranhado de fios e cabos, muitos usuários desistiam da idéia de adicionar um novo dispositivo ao seu computador. Com o padrãoPnP (Plug and Play), essa tarefa tornou-se mais fácil e diminuiu toda a complicação existente na configuração de dispositivos. O objetivo do padrão PnP foi tornar o usuário sem experiência, capaz de instalar um novo periférico e usá-lo imediatamente, sem complicações. Mas esse padrão ainda era (é) complicado para alguns, principalmente quando, por alguma razão, falha. Diante de situações como essa, foi criada em 1995, uma aliança promovida por várias empresas (como NEC, Intel e Microsoft) com o intuito de desenvolver uma tecnologia que permitisse o uso de um tipo de conexão comum entre computador e periféricos: a USB Implementers Forum. Em pouco tempo, surgia o USB, um barramento que adota um tipo de conector que deve ser comum a todos os aparelhos que o usarem. Assim, uma porta USB pode ser usada para instalar qualquer dispositivo que use esse mesmo padrão. Com todas essas vantagens, a interface USB tornou-se o meio mais fácil de conectar periféricos ao computador. Fabricantes logo viram o quanto é vantajoso usá-la e passaram a adotá-la em seus produtos. Por causa disso, o USB começou a se popularizar. A idéia de poder VERSÕES E TAXAS DE TRANFERENCIA USB 1.1 = 1,5 A 12 MB/P USB 2.0 = 480 MB/S ESSA TECNOLOGIA CONSISTE NO PADRÃO PLUG AND PLAY, E NÃO NECESSITA DO DESLIGAMENTO DO COMPUTADOR PARA CONEXÃO DE SEUS DISPOSITIVOS http://www.usb.org/ Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 22 conectar em um único tipo de entrada diversos tipos de aparelhos também foi um factor que ajudou o USB a conquistar o seu merecido espaço. O USB também oferece outra facilidade: qualquer usuário pode instalar dispositivos USB na máquina. Assim, pessoas leigas no assunto, não precisam chamar um técnico para instalar um aparelho, já que problemas como conflito de IRQs praticamente já não existem. Em outras palavras, o USB é como uma espécie de "plug and play", já que permite ao sistema operacional reconhecer e disponibilizar imediatamente o dispositivo instalado. Para isso, é necessário que a placa-mãe da máquina e o sistema operacional sejam compatíveis com USB. As versões do Windows lançadas a partir da versão 98 já possuem suporte pleno à tecnologia USB. Usuários de sistemas Linux também já contam com isso, assim como os usuários de computadores da Apple. Além de ser "plug and play", a interface USB trouxe outra novidade: é possível conectar e desconectar qualquer dispositivo USB com o computador ligado, sem que este sofra danos. Além disso, não é necessário reiniciar o computador para que o aparelho instalado possa ser usado. Basta conectá-lo devidamente e ele estará pronto para o uso. Antigamente, existia até o risco de curtos-circuitos, se houvesse uma instalação com o equipamento ligado. Um facto interessante é a possibilidade de conectar alguns periféricos USB a outros (por exemplo, uma impressora a um scanner). Mas, isso só é conseguido se tais equipamentos vierem com conectores USB integrados. Também é possível o uso de "hubs USB", aparelhos que usam uma porta USB do computador e disponibilizam 4 ou 8 outras portas. Teoricamente, pode-se conectar até 127 dispositivos USB em uma única porta, mas isso não é viável, uma vez que a velocidade de transmissão de dados de todos os equipamentos envolvidos seria comprometida. 1.2.1.1.9 - BLUETOOTH Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 23 Bluetooth é uma especificação de rede sem fio de âmbito pessoal (Wireless personal area networks – PANs) consideradas do tipo PAN ou mesmo WPAN. O Bluetooth provê uma maneira de conectar e trocar informações entre dispositivos como telefones celulares, notebooks, computadores, impressoras, câmeras digitais e consoles de videogames digitais através de uma frequência de rádio de curto alcance globalmente licenciada e segura. As especificações do Bluetooth foram desenvolvidas e licenciadas pelo "Bluetooth Especial Interest Group". A tecnologia Bluetooth diferencia-se da tecnologia IrDA inclusive pelo tipo de radiação eletromagnética utilizada. ESSA TECNOLOGIA É UTILIZA PARA EFECTUAR CONEXÕES BLUETOOTH SEM A LIGAÇÃO DE QUALQUER FIO Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 24 1.3 - BIOS (Basic Input Output System – Sistema Básico de Entrada e Saída) É o primeiro programa executado pelo computador ao ser ligado. Sua função primária é preparar a máquina para que o sistema operativo, que pode estar armazenado em diversos tipos de dispositivos como discos duro, disquetes, CDs e etc possa ser executado. O BIOS é armazenado num chip-ROM (Read-Only Memory, Memória de Somente Leitura) localizado na placa-mãe; Esse mesmo chip-ROM é chamado de ROM BIOS. Fig. - Bios 1.3.1 – Programas que constituem a BIOS Para além das rotinas de suporte aos diversos controladores de portas de entrada/saída, o BIOS inclui ainda os seguintes programas: SETUP: É um programa de configuração que todo computador tem e que está gravado dentro da ROM BIOS do computador e que, por sua vez, está localizado na placa-mãe. Este programa permite programar alguns registos dos componentes físicos e modificar os parâmetros das rotinas do BIOS, de forma a adequá-los às memórias e periféricos específicos utilizados num dado sistema. Naturalmente, a utilização consciente deste programa e de forma a explorar a total capacidade do sistema exige, por parte do utilizador, um conhecimento efectivo dos diversos componentes que está a utilizar. POST (Power-On Self Test): É o conjunto de rotinas desenvolvidas para testar e diagnosticar o funcionamento da placa mãe. O POST é executado imediatamente após de se ligar o computador e, caso detecte um erro, aborta o processo de arranque devido ao mau funcionamento detectado num dos componentes físicos. A comunicação do POST com o utilizador é feita, tipicamente, pelo alto-falante da placa mãe, que emite um “beep” se não forem detectados erros, ou uma determinada sequência de “beeps” de duração variável, consoante o erro detectado. http://pt.wikipedia.org/wiki/Chip http://pt.wikipedia.org/wiki/ROM http://pt.wikipedia.org/wiki/Placa-mãe http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=ROM_BIOS&action=edit http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=ROM_BIOS&action=edit Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 25 Execução do POST: Identifica a Configuração instalada. Inicializa todos os circuitos periféricos de apoio da placa-mãe. Inicializa o Monitor. Testa o teclado. Carrega o S.O para a memória. Entrega o controle do processador ao S.O. BOOT (Iniciação do Sistema): É o programa que, após a conclusão do POST, procura no disco duro o sector de boot. Este sector contém um bloco de informações com um determinado formato, que se pressupõe conter o programa de arranque de um Sistema Operativo (SO). Após desencadear a execução desse programa, passa- se o controlo ao SO, as rotinas do BIOS apenas serão utilizadas pelo SO para aceder aos dispositivos. Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 26 1.4 - ANATOMIA DA PLACA MÃE Fig. – Placa mãe 1 – Soquete do processador (CPU) – É neste soquete que o processador é encaixado. Notem que existe uma pequena alavanca nolado direito do soquete. Ao levantarmos esta alavanca, liberamos o soquete para que possamos encaixar a CPU. Após a CPU ser Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 27 encaixada no soquete, a alavanca é abaixada e o processador fica preso no soquete. O desenho das actuais CPUs e de seus respectivos soquetes só permite o encaixe na posição correta. O soquete deste exemplo é conhecido como Socket462 (também chamado de SocketA) e serve para os processadores Athlon e Duron da AMD. 2 e 8 – Chipset – Os números 2 e 8 indicam os dois chips que formam o chipset desta placa-mãe. O número 2 indica o primeiro chip do chipset chamado normalmente de Northbridge (ponte Norte). Este chip é responsável basicamente pela transferência de dados entre CPU e memória RAM e também pelo controle do barramento AGP. Como actualmente as velocidades de acesso à memória têm crescido bastante, o Northbridge costuma trabalhar com um clock elevado, gerando assim calor. É por isso que nas placas actuais se encontram dissipadores e até coolers completos em cima do Northbridge. O número 8 indica o outro chip do chipset, chamado comumente de Southbridge (ponte Sul). As funções do Southbridge estão relacionadas principalmente aos dispositivos de entrada e saída (I/O), controladoras IDE e de disquete, slots PCI, etc. O Southbridge se liga ao Northbridge para que os dois possam trabalhar em conjunto. Essa via de comunicação entre Northbridge e Southbridge é muito rápida. Em alguns casos Northbridge e Southbridge estão dentro do mesmo chip e o chipset, apesar do nome, será formado por apenas um chip. 3 – Soquetes para encaixe dos módulos de memória DRAM – Neste soquete são encaixados os módulos de memória. O manual da placa-mãe normalmente indica as regras de como estes soquetes devem ser preenchidos, mas, na maioria das vezes, podemos colocar os módulos de memória em qualquer um dos soquetes. Neste exemplo os soquetes são específicos para módulos no formato DIMM de 184 pinos usados por memórias DRAM do tipo DDR. 4 – Conector de alimentação – Através deste conector a placa-mãe recebe energia da fonte de alimentação para que ela possa funcionar. Neste exemplo este conector é do formato ATX de 20 pinos. É encontrado praticamente em todas as placas-mãe modernas. Em algumas placas existem conectores “extras” que devem receber alimentação da fonte para o correto funcionamento da placa. A maioria das placas-mãe para Pentium 4 possui um conector extra de 4 pinos que recebe alimentação de 12 volts da fonte. 5 – Conector para o cabo para o drive de disquete – Neste conector encaixamos o cabo que será usado para controlar o drive de disquete. Este conector possui 34 pinos dispostos umas duas fileiras de 17 pinos. A controladora de disquete pode controlar até dois drives de disquete. O cabo só deve ser encaixado na posição correta, pois, se for invertido o drive de disquete não vai funcionar. 6 – Conectores IDE/ATA – A maioria das placas-mãe tem dois conectores para dispositivos IDE/ATA, ou seja, existem duas controladoras de dispositivos IDE/ATA. Assim como no caso dos drives de disquete, cada controladora pode controlar até dois Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 28 dispositivos IDE/ATA. O conector IDE/ATA possui 40 pinos dispostos em duas fileiras de 20 pinos e o cabo usado para ligar o dispositivo IDE/ATA à essa conector também tem uma posição correta de encaixe. OBS: Apesar de termos dois nomes diferentes (IDE e ATA) eles designam a mesma tecnologia, ou seja, uma tecnologia onde praticamente toda eletrônica necessária para controlar o dispositivo (HD, CD-ROM, etc.) fica embutida em uma placa no próprio dispositivo. Desta forma as “controladoras” IDE/ATA existentes na placa-mãe são muito mais fáceis de serem construídas. Estas “controladoras” são chamadas também de “interfaces” ou simplesmente “portas” IDE/ATA. 7 – Chip de memória ROM-BIOS – Neste chip de memória ROM estão armazenados alguns programas importantíssimos para o funcionamento do PC, que são: POST(Power On Self Test) SETUP 9 – Controladora Multi I/O – Este chip é responsável pelo controle de vários dispositivos de I/O – Input/Output (Entrada e Saída). Entre eles: teclado, portas seriais e paralelas, portas PS/2, porta de joystick, etc. Este chip trabalha diretamente ligado ao Southbridge 10 – Conector da porta serial – Neste modelo de placa é necessário o uso de uma pequena placa acessória que se encaixa a este conector “extra” para termos acesso à segunda porta serial. O conector da primeira porta serial já vem soldado à placa-mãe. Esta placa acessória consiste apenas do conector serial externo padrão (9 pinos) e de um cabo flexível. 11 – Conector da porta de joystick – Como no caso anterior temos que encaixar uma placa acessória para usar a porta para joystick. . Esta placa acessória consiste apenas do conector de joystick externo padrão (15 furos) e de um cabo flexível. 12 – Conector para receptor infravermelho – Este modelo de placa permite a utilização de um receptor de infravermelho. Este deve ser encaixado no conector indicado pelo número 12. Normalmente este receptor é um acessório opcional. 13 – Conectores do gabinete – É neste conjunto de conectores que nós conectamos os fios que saem dos leds (led do HD, led de energia, etc.) e botões (botão de reset, botão liga/desliga, etc.) existentes no gabinete do micro. 14 – Conector para dispositivos SMBus – Com o SMBus ou barramento para gerenciamento do sistema, um dispositivo pode dar informações de quem é o fabricante, modelo, informações relacionadas a energia, etc. Através do SMbus uma placa-mãe pode Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 29 gerenciar informações de temperatura, rotação de ventoinhas e também das tensões de alimentação (energia). Este é um conector para dispositivos externos compatíveis com o padrão SMBus, normalmente No-breaks e outros dipositivos relacionados a proteção elétrica. 15 – Conector para portas USB – Conector para encaixe de uma placa acessória que permite aumentar o número de portas USB da placa-mãe. 16 – Chip de monitoramento do hardware – Este chip é responsável pelo monitoramento das tensões, rotação da ventoinha, temperatura de componentes, etc. Ele é bastante comum nas placas-mãe mais modernas, principalmente nas de maior qualidade. 17 – Conectores Serial ATA – Estes são os conectores para os cabos que serão usados para controlar os dispositivos de armazenamento no padrão Serial ATA, também chamado de SATA. Este padrão é relativamente novo, por isso nem todas as placas-mãe tem este tipo de conector. Este modelo de placa-mãe usado com exemplo possui um chip adicional responsável pelo controle dos dispositivos SATA. 18 – Chip controlador Serial ATA (SATA) – Como dissemos no item anterior, este é o chip responsável pelo controle dos dispositivos serial ATA. Nesta placa, o chip permite o controle de dois dispositivos SATA, e como no padrão SATA cada dispositivo tem um cabo “exclusivo”, precisamos de dois conectores SATA para dois dispositivos. 19 – LED indicador de alimentação da placa-mãe – Muitos fabricantes colocam um led na mesma para indicar que a placa está a receber alimentação da fonte. É importante lembrar que no caso do padrão ATX, mesmo com o micro aparentemente “desligado”, a fonte de alimentação continua a fornecer energia para a placa-mãe. É por isso que devemos sempre desconectar o cabo de alimentação do computador quando formos executar qualquer procedimento de montagem/desmontagem no mesmo. 20 – Slots PCI – Os slots PCI (Peripheral Component Interconnect) são usadospara o encaixe de placas de expansão no computador. Eles foram criados para substituir os antigos slots padrão ISA e VLB. Provavelmente os actuais slots PCI serão substituídos pelo novo padrão PCI Express. 21 – Conector de áudio para modem – Além de seu pequeno alto-falante, alguns modens possuem uma saída de áudio que pode ser ligada à placa de som. Este conector (21) permite a ligação desta saída de áudio à placa de som embutida deste modelo de placa-mãe. Esta conexão é especialmente importante nos casos de modens “voice” que podem funcionar como secretária eletrônica, por exemplo. 22 – Chip controlador IEEE 1394a (Firewire) – O padrão IEEE 1394a, também chamado de Firewire ou iLink, permite a conexão de periféricos externos ao PC a uma alta taxa de transferência (até 400 Mbits/seg.). Apesar do padrão USB 2.0 atingir taxas maiores que o Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 30 IEEE 1394a (chegando a 480 Mbits/seg.), muitos equipamentos como filmadoras digitais, HDs externos, etc., vem apenas com a saída IEEE 1394a ao invés da USB. Assim muitos fabricantes de placa-mãe têm colocados controladores IEEE 1394a em seus produtos. 23 – Conectores para portas IEEE 1394a – Neste modelo de placa-mãe, usado como exemplo, as portas IEEE 1394a são encaixadas nestes conectores através de uma pequena placa com um cabo flexível e conectores. 24 – Conector S/PDIF – S/PDIF é a sigla de Sony/Philips Digital Interface. Ele é um padrão para transferência de áudio digital entre dispositivos. A placa de som embutida nesta placa-mãe permite entrada e saída de áudio digital através do conector S/PDIF, mas também é preciso usar uma pequena placa opcional que se conecta a este conector (24). 25 – Chip de áudio – Também chamado de Áudio Codec, este chip é responsável pelo funcionamento da placa de som embutida na placa-mãe. Atualmente, quase todas as placas- mãe têm áudio embutido. E a qualidade destes chips de áudio tem melhorado muito, permitindo som “3D” com vários canais, efeitos especiais, etc. 26 – Conectores para áudio de CD/AUX – Nestes conectores colocamos os cabos de saída analógica de áudio que existem nos dispositivos ópticos como CD-ROM, DVD, CD- RW, etc. Isto permite que possamos escutar o som dos CDs ou DVDs de Áudio/Vídeo que colocamos no computador. 27 – Conectores de áudio para o gabinete – Alguns gabinetes possuem em sua parte frontal conexões para fones de ouvido e microfone. Para que eles funcionem é necessário encaixar os fios que saem destas conexões nestes conectores. 28 e 30 – Chips de rede – Não é só o som embutido que está a virar um padrão nas placas- mãe modernas. As placas de rede estão a se tornar cada vez mais comuns. Algumas placas possuem inclusive “duas” placas de rede embutidas, uma para conexão com a rede local e outra para conexão com a Internet em banda larga. É o caso deste modelo. 29 – LED para placa de vídeo AGP – Este modelo de placa-mãe tem um LED que indica quando a placa de vídeo é incompatível com a placa-mãe. Não é comum isto acontecer com modelos mais recentes de placas de vídeo. 31 – Slot AGP – O Slot AGP (Accelerated Graphics Port) é usado exclusivamente por placas de vídeo e tem acesso rápido ao Northbridge. Assim como o PCI deverá ser substituído pelo PCI Express. 32 – Conectores Externos – Estes conectores são soldados diretamente na placa-mãe. A figura abaixo mostra os mesmo em um ângulo mais favorável. Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 31 Conectores Externos (neste exemplo estamos usando uma placa-mãe modelo A7N8X-Deluxe da Asus) A – Conector para mouse no padrão PS/2 (também chamado mini-DIN). B – Conector da placa de rede número 1. C – Conector da porta paralela. D – Conector da placa de rede número 2. E – Conector estéreo da Entrada de áudio (Line In). F – Conector estéreo da Saída Frontal de áudio (Front Out). G – Conector para o microfone. H – Dois conectores das portas USB. I – Conector de saída digital S/PDIF. J – Conector estéreo da Saída Traseira de áudio (Surround/Rear Out). K – Conector para alto falante centra e subwoofer (Center/Bass Out). L – Conector da porta serial. M – Dois conectores das portas USB. N – Conector para teclado no padrão PS/2 (também chamado mini-DIN). 33 – Gerador de clock – É este o chip responsável pelo sinal de clock que alimenta a CPU e outros circuitos da placa-mãe. Ele utiliza as frequências gerados pelos cristais. 34 – Regulador de voltagem – É um conjunto de circuitos que recebe a energia “suja” da fonte de alimentação e a transforma em uma energia mais “limpa”, ou seja, livre de interferências e variações. Quanto melhor for este regulador de voltagem mais qualidade terá uma placa-mãe. Além disso, o overclock em placas com bons reguladores de voltagem é mais fácil e estável. 35 – Conectores de alimentação para o ventilador – Estas conexões existem para ligarmos os ventiladores do cooler da CPU, gabinete, etc. Nas placas-mãe mais recentes estes conectores permitem também monitorar a velocidade dos ventiladores. 36 – Bateria – O programa de configuração da placa-mãe (SETUP) guarda os dados de configuração em uma memória RAM, normalmente conhecida por CMOS RAM. Para que as informações desta RAM não se percam quando o micro é desligado existe uma bateria. Esta bateria também é responsável pela alimentação do chip que contém o relógio do micro. Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 32 37 – Cristal – Os cristais geram frequências fixas e muito restáveis que são utilizadas para a criação dos sinais de clock da placa mãe. Além de todos os itens já descritos, temos também os jumpers. Jumpers são peças bem pequenas de plástico que possuem em sua interior parte de metal. Os jumpers são encaixados em pinos existentes na placa-mãe ou em placas de expansão. Assim que o jumper é colocado nestes pinos ele “fecha” o contacto entre estes pinos. É como se fosse uma chave liga-desliga. O jumper colocado equivale à “ligado” e os pinos sem jumper equivalem a “desligado”. Em algumas placas mais sofisticadas, ao invés de jumpers, encontramos micro chaves com a mesma função, chamadas de “dip-switches”. Nem todos os fabricantes as utilizam por serem mais caras que os jumpers. Os jumpers servem para configurar as placas de acordo com as nossas necessidades. Por exemplo, se vamos instalar um determinado processador em uma placa-mãe, temos que configurar esta placa de forma que ela “entenda” qual o processador que será instalado, qual o seu clock, etc. Esta configuração da placa pode ser feita através de jumpers. Ë claro que o manual da placa-mãe mostrará quais são os jumpers que devem ser mexidos para que a configuração seja feita. Actualmente, quase todas as configurações de uma placa são feitas através do programa de SETUP. Por isso é muito comum encontrarmos placas mãe sem jumpers, conhecidas como “jumperless” ou “jumperfree”. Na realidade estas placas costumam possuir apenas um jumper que serve para “limpar” ou “zerar” a memória “CMOS”, pois toda a configuração do SETUP está guardada nesta memória. Este jumper é muito utilizado quando configuramos de forma incorrecta o SETUP. Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 33 CONEXÕES CABO IDE CABO PARA DRIVE DE H.D E DISQUETE Fig. – Cabos IDE e tipos formas de conexões CABO SATA Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI –Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 34 CAPÍTULO II - MEMÓRIAS DO SISTEMA As memórias são os dispositivos responsáveis pelo armazenamento de dados e instruções em forma de sinais digitais em computadores. Para que o processador possa executar suas tarefas, ele busca na memória todas as informações necessárias ao processamento. 2.1 – Diferentes Memórias do Sistema 2.1.1 - Registradores São dispositivos de armazenamento temporário, localizados no processador, extremamente rápidos, com capacidade para apenas um dado (uma palavra). Os mesmos têm a função de armazenar temporariamente dados intermediários durante um processamento. Por exemplo, quando um dado resultado de operação precisa ser armazenado até que o resultado de uma busca de memória esteja disponível para com ele realizar uma nova operação. Estes componentes são VOLÁTEIS, isto é, devem de estar energizados para manter armazenado seu conteúdo. 2.1.2 - Memórias CACHE É uma pequena quantidade de SRAM (Static Random Acess Memory) de alto desempenho, tendo por finalidade aumentar o desempenho do processador realizando uma busca antecipada na memória RAM. O processador é muito mais rápido do que a memória RAM. Isso faz com que fique sub-utilizado quando existe um grande fluxo de dados. Durante grande parte do tempo não processa nada, só espera que a memória fique pronta para enviar novamente os dados. Para fazer com que o processador não fique sub- utilizado quando envia muitos dados para a RAM, foi colocada uma memória mais rápida, chamada de CACHE. Quando o processador necessita de um dado, e este não está presente na cache, ele terá de realizar a busca directamente na memória RAM e reduzindo o desempenho do computador. Como provavelmente será requisitado novamente o dado que foi buscado na RAM é copiado na cache. http://pt.wikipedia.org/wiki/Processador http://pt.wikipedia.org/wiki/Memória_RAM Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 35 2.1.2.1 – Níveis de Memórias CACHE Cache L1 (Leve 1 – Nível 1 ou cache interno): Encontra-se dentro do processador. A sua capacidade pode variar 128 Kbytes à 2Mbytes ou mais, divididos em duas partes, uma para dados e outra para instruções. Cache L2 (Level 2 – Nível 2 ou cache externo): Encontra-se na motherboard ou dentro do processador (mais recentemente). Quando é externa, a sua capacidade depende do chipset presente na motherboard. Cache Hit – Quando processador busca um determinado trecho de código e o encontra na cache. O índice da cache hit ou taxa de acerto do cache é em torno de 90%. Cache Miss ou Cache Fault – Quando o dado não estiver presente na cache será necessário requisitar o mesmo à memória principal. Causa atraso no processamento. Memórias cache também são VOLÁTEIS, isto é, devem de estar energizadas para manter gravado seu conteúdo. 2.1.3 - Memórias Auxiliares Resolvem problemas de armazenamento de grandes quantidades de informações. As memórias auxiliares tem maior capacidade e menor custo, portanto o custo por bit armazenado é muito menor. Acesso mais lento do que a memória principal, a cache e o registrador. Memórias auxiliares não são VOLÁTEIS, isto é, não dependem de estar energizadas para manter gravado seu conteúdo. Os principais dispositivos de memória auxiliar são: discos rígidos (ou HD), drives de disquete, unidades de fita, CD-ROM, DVD, unidades óptico-magnéticas, etc. 2.1.4 - Memória Principal É a parte do computador onde programas e dados são armazenados para processamento. A informação permanece na memória principal apenas enquanto for necessário para seu emprego pelo processador. Quem controla a utilização da memória principal é o Sistema Operacional e a mesma memória tem o custo mais baixo do que a memória principal e a memória cache, mas maior do que a memória auxiliar. Encontra-se localizada na placa mãe. CSN_ADM2 Realce Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 36 2.1.5 - Estrutura da Memória Principal A memória precisa ter uma organização que permita ao computador guardar e recuperar informações quando for necessário. É preciso ter como encontrar essa informação quando ela for necessária e para isso existe um mecanismo que registra exactamente onde a informação foi armazenada. Célula: É a unidade de armazenamento do computador. A memória principal é organizada em células. Célula é a menor unidade da memória que pode ser endereçada e tem um tamanho fixo (para cada máquina). As memórias são compostas de um determinado número de células ou posições. Cada célula é composta de um determinado número de bits. Todas as células de um dado computador têm o mesmo tamanho. Cada célula é identificada por um endereço único, pela qual é referenciada pelo sistema e pelos programas. As células são numeradas sequencialmente de 0 a (N-1), chamado o endereço da célula. (endereço de memória). Unidade de transferência: É a quantidade de bits que é transferida da memória em uma única operação de leitura ou escrita. Palavra: É a unidade de processamento da UCP. Uma palavra deve representar um dado ou uma instrução, que poderia ser processada, armazenada ou transferida em uma única operação. Uma célula não significa o mesmo que uma palavra, ou seja, uma célula não contém necessariamente uma palavra. Em geral, o termo "célula" é usado para definir a unidade de armazenamento e o termo "palavra" para definir a unidade de transferência e processamento. O tamanho mais comum de célula era 8 bits (1 byte); hoje já são comuns células contendo vários bytes. Exemplificando: 1 byte (em maquinas com CPU 8080), 2 bytes (em maquinas com CPU 80286), 4 bytes (em maquinas com CPU 486, o Pentium, e muitos mainframes IBM) e mesmo 8 bytes (em maquinas com CPU o Alpha da DEC). Tempo de Acesso: É o tempo decorrido entre uma requisição de leitura de uma posição de memória e o instante em que a informação requerida está disponível para utilização pelo CPU. Ou seja, o tempo que a memória consome para colocar o conteúdo de uma célula no barramento de dados. O tempo de acesso de uma memória depende da tecnologia da memória. Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 37 2.2 – Memórias RAM A memória RAM é mais um dos componentes essenciais dos computadores. O processador utiliza a memória RAM para armazenar programas e dados que estão em uso, ficando impossibilitado de trabalhar sem pelo menos uma quantidade mínima dela. A abreviação RAM significa Random Acess Memory, ou seja, Memoria de Acesso Aleatório, nome adequado uma vez que a principal característica desta memória é a capacidade de fornecer qualquer dado anteriormente gravado, com um tempo de resposta e velocidade de transferência centenas de vezes superior a dos dispositivos de massa, como o disco duro. 2.2.1 – Funcionamento da Memória RAM Os chips de memória RAM possuem uma estrutura extremamente simples. Para cada bit 1 ou 0 a ser armazenado, temos um minúsculo capacitor, e quando o capacitor está carregado electricamente temos um bit 1 e quando ele está descarregado temos um bit 0. Para cada capacitor temos um transístor, encarregado de ler o bit armazenado em seu interior e transmiti-lo ao controlador de memória. A produção de chips de memória é similar ao de processadores. A diferença é que os chips de memória são compostos basicamente de apenas uma estrutura: o conjunto capacitor/transístor, que é repetido milhões de vezes, enquanto os processadores são formados por estruturas muito mais complexas. Devido a esta simplicidade, um chip de memória é muito mais barato de se produzir do que um processador. Exemplo: Um pente de 64 MB,é constituído de aproximadamente 512 milhões de transístores (um para cada bit), quase 50 vezes mais do que temos em um processador Pentium II. Apesar disso, o pente de memória é mais barato. 2.2.2 – Acesso aos dados na Memória RAM O chip de memória em si serve apenas para armazenar dados, não realiza nenhum tipo de processamento. Por isso, é utilizado um componente adicional, o controlador de memória, que pode estar incluído tanto no chipset da placa mãe, ou em alguns casos dentro do próprio processador. Para acessar um determinado dado na memória, o controlador primeiro gera o valor RAS (Row Address Strobe), ou o número da linha da qual o endereço faz parte, gerando em seguida o valor CAS (Column Address Strobe), que corresponde à coluna. Quando o RAS é enviado, toda a linha é activada simultaneamente; depois de um pequeno tempo de espera, o CAS é enviado, fechando o circuito e fazendo com que os dados do endereço seleccionado sejam lidos ou gravados. Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 38 2.2.3 – Tipos de Memórias RAM A memória esta dividida em dois tipos que são: 2.2.3.1 - DRAM (Dynamic Random Access Memory) São as memórias do tipo dinâmico e geralmente são armazenadas em cápsulas CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Memórias desse tipo possuem capacidade alta, isto é, podem comportar grandes quantidades de dados. No entanto, o acesso a essas informações costuma ser mais lento que o acesso à memórias estáticas. As memórias do tipo DRAM costumam ter preços bem menores que as memórias do tipo estático. Isso ocorre porque sua estruturação é menos complexa, ou seja, utiliza uma tecnologia mais simples. Devido a sua estrutura, estes tipos de memória necessitam que os seus dados sejam frequentemente actualizados, sempre que ocorrer alguma operação sobre ela, isto é, sempre que uma operação de leitura for realizada em uma determinada célula da DRAM, todas as outras células desta mesma linha devem sofrer actualização também. Esta actualização das memórias DRAM, também é conhecida como “Refresh Memory”. 2.2.3.2 - SRAM (Static Random Access Memory) São memórias do tipo estático, que são muito mais rápidas que as memórias DRAM, porém armazenam menos dados e possuem preço elevado comparando o custo por cada MB (Mega Byte). As memórias SRAM costumam ser usadas em chips de cache, estas memórias funcionam sem a necessidade de se realizar o “Refresh Memory”, o que lhes permite ter um tempo de acesso mais rápido em comparação com as DRAMs. Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 39 2.2.3.2.1 – Tecnologias de Memórias DRAM 2.2.3.2.1.1 – Memórias Regulares ou Memórias Comuns Foi o primeiro tipo de memória usado em computadores pessoais. Neste tipo antigo de memória, o acesso era feito enviando primeiro o endereço RAS e em seguida o endereço CAS, da forma mais simples possível. Este tipo de memória foi fabricado com velocidades de acesso a partir de 150 nanosegundos (150 bilionésimos de segundo ou 0,000000015 segundos). Foram desenvolvidas posteriormente versões de 120, 100 e 80 nanosegundos. As memórias regulares são encontradas apenas na forma de módulos que foram utilizados em placas do padrão XT. 2.2.3.2.1.2 – Memória FPM (FAST PAGE MODE ou Modo de Acesso Rápido) A primeira melhoria significativa na arquitectura das memórias veio com as memórias FPM. A ideia neste tipo de acesso era que, ao ler um arquivo gravado na memória, os dados estariam na maior parte das vezes gravados sequencialmente. Não seria necessário então enviar o endereço RAS e CAS para cada bit a ser lido, mas simplesmente enviar o endereço RAS (linha) uma vez e em seguida enviar vários endereços CAS (coluna). Devido ao novo método de acesso, as memórias FPM conseguiram ser cerca de 30% mais rápidas que as memórias regulares, e apesar de já não serem fabricadas há bastante tempo, foram utilizadas nos primeiros computadores com processadores Pentium. Encontram-se memórias FPM com velocidades de acesso de 80, 70 e 60 nanos, sendo as de 70 nanos as mais comuns. Os tempos de acesso representam em quanto tempo a memória pode disponibilizar um dado requisitado. Quanto mais baixos forem os tempos de espera, mais rápidas serão as memórias. 2.2.3.2.1.3 – Memórias EDO (EXTENDED DATA OUTPUT) As memórias EDO foram criadas em 94, e trouxeram mais uma melhoria significativa no modo de acesso a dados. Além de ter mantido o modo de acesso rápido das memórias FPM, foram feitas algumas modificações para permitir mais um pequeno truque, através do qual um acesso à dados pode ser iniciado antes que o anterior termine, permitindo aumentar perceptivelmente a velocidade dos acessos. O novo modo de Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 40 acesso permitiu que as memórias EDO funcionassem com tempos de acesso de apenas 5-2-2-2 em uma placa mãe com BUS de 66 MHz, quase 20% mas rápidas que as FPM. Estes tipos de memória foram fabricados em velocidades de 70, 60 e 50 nanos, com predominância dos módulos de 60 nanos. As memórias EDO poderiam ser encontradas em módulos SIMM de 72 vias, existindo também alguns casos raros de memórias EDO na forma de módulos DIMM de 168 vias e SODIMM. Fig. - Exemplo: Taxas de transferência entre as memórias FPM e EDO em KBps 2.2.3.2.1.4 – Memórias BEDO (BURST EXTENDED DATA OUTPUT RAM) As memórias BEDO utilizam também o sistema de acessos rápidos, e são capazes de funcionar quase 30% mais rápido que as memórias EDO. O mais interessante é que o custo de produção das memórias BEDO é praticamente o mesmo das memórias EDO e FPM, o maior impedimento à popularização das memórias BEDO foi a falta de suporte por parte dos chipsets Intel, que suportavam apenas memórias EDO e SDRAM (no caso dos mais modernos). No final, as sucessoras das memórias EDO acabaram por ser as memórias SDRAM, que apesar de um pouco mais caras, oferecem uma performance levemente superior às BEDO e desfrutam de compatibilidade com todos os chipsets modernos. 2.2.3.2.1.5 – Memórias SDRAM (SYNCHRONOUS DYNAMIC RAM) Tanto as memórias FPM quanto as memórias EDO eram assíncronas, isto é, elas trabalhavam em seu próprio ritmo, independentemente dos ciclos da placa mãe. As memórias SDRAM por sua vez, são capazes de trabalhar sincronizadas com os ciclos da placa mãe, sem tempos de espera. Isto significa, que a temporização de uma memória SDRAM é sempre de uma leitura por ciclo. Coordenação de TREI Colégio Santa Ana ” Manual de TREI – Técnicas de Reparação de Equipamento Infórmático 41 Como é preciso que a memória SDRAM a ser usada seja rápida o suficiente para acompanhar a placa mãe, encontram no mercado versões com tempos de acesso entre 15 e 6 nanossegundos. 2.2.3.2 – Novas Tecnologias de Memórias DRAM 2.2.3.2.1 - DDR-SDRAM – Double Data Rate SDRAM A tecnologia DDR-SDRAM é um avanço em relação ao padrão SDRAM simples. As memórias Single Data Rate (as SDRAM) só transferem dados na subida do sinal de clock. As memórias DDR-SDRAM transferem dados na subida e na descida do sinal de clock, dobrando a taxa de transferência de dados (data rate). Assim uma memória DDR- SDRAM operando num clock de 100 MHz (no real ou clock real das memórias) consegue desempenho equivalente a 200 MHz (efectivo ou o dobro do clock real). Fig. – Transferência de dados DDR Fig. – DDR-SDRAM 1GB 184 contactos 2.2.3.2.2 - Direct Rambus (Rambus DRAM) As memórias Rambus Dinamic RAM permitem um barramento de dados de apenas 16 bits, em oposição aos 64 bits utilizados pelos módulos de memória SDRAM, suportando em compensação,
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