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Série telecomunicaçõeS manutenção de computadores Série telecomunicaçõeS Manutenção de CoMputadores CONFEDERAÇÃO NACIONAL DA INDÚSTRIA – CNI Robson Braga de Andrade Presidente DIRETORIA DE EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti Diretor de Educação e Tecnologia SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL – SENAI Conselho Nacional Robson Braga de Andrade Presidente SENAI – Departamento Nacional Rafael Esmeraldo Lucchesi Ramacciotti Diretor-Geral Gustavo Leal Sales Filho Diretor de Operações Série telecomunicaçõeS Manutenção de CoMputadores SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Nacional Sede Setor Bancário Norte • Quadra 1 • Bloco C • Edifício Roberto Simonsen • 70040-903 • Brasília – DF • Tel.: (0xx61) 3317- 9001 Fax: (0xx61) 3317-9190 • http://www.senai.br © 2012. SENAI – Departamento Nacional © 2012. SENAI – Departamento Regional de Santa Catarina A reprodução total ou parcial desta publicação por quaisquer meios, seja eletrônico, mecâ- nico, fotocópia, de gravação ou outros, somente será permitida com prévia autorização, por escrito, do SENAI. Esta publicação foi elaborada pela equipe do Núcleo de Educação a Distância do SENAI de Santa Catarina, com a coordenação do SENAI Departamento Nacional, para ser utilizada por todos os Departamentos Regionais do SENAI nos cursos presenciais e a distância. SENAI Departamento Nacional Unidade de Educação Profissional e Tecnológica – UNIEP SENAI Departamento Regional de Santa Catarina Núcleo de Educação – NED FICHA CATALOGRÁFICA _________________________________________________________________________ S491m Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional. Manutenção de computadores / Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Nacional, Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Regional de Santa Catarina. Brasília : SENAI/DN, 2012. 117 p. : il. (Série Telecomunicações). ISBN 978-85-7519-627-4 1. Computadores – Manutenção e reparos. 2. Arquitetura de computadores. 3. Montagem (Computadores). I. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. Departamento Regional de Santa Catarina. II. Título. III. Série. CDU: 004.3 _____________________________________________________________________________ lista de ilustrações Figura 1 - Microcomputador ........................................................................................................................................16 Figura 2 - Máquina pascalina .......................................................................................................................................16 Figura 3 - Máquina diferencial ....................................................................................................................................17 Figura 4 - MARK I ..............................................................................................................................................................17 Figura 5 - MARK I e ENIAC ............................................................................................................................................18 Figura 6 - Representação de uma CPU .....................................................................................................................24 Figura 7 - Barramento .....................................................................................................................................................26 Figura 8 - Barramentos do computador 1 ...............................................................................................................27 Figura 9 - Barramentos do computador 2 ...............................................................................................................28 Figura 10 - Processadores .............................................................................................................................................29 Figura 11 - Memória cache L2 dentro do processador .......................................................................................30 Figura 12 - Processador com dois núcleos ..............................................................................................................31 Figura 13 - Placa-mãe .....................................................................................................................................................36 Figura 14 - Portas da placa-mãe .................................................................................................................................37 Figura 15 - Soquete do processador .........................................................................................................................37 Figura 16 - Soquete LGA: Soquete 1366 (para processadores atuais da Intel) ..........................................38 Figura 17 - Soquete ZIF: Soquete AM3 (para processadores atuais da AMD) ............................................38 Figura 18 - Slots de memória DIMM1 ........................................................................................................................39 Figura 19 - Placa-mãe e seus chipsets (norte – northbridge e sul – southbridge) .......................................40 Figura 20 - Slots PCI-e e PCI ..........................................................................................................................................40 Figura 21 - Teste de inicialização (POST) 1 ..............................................................................................................41 Figura 22 - Bateria da BIOS e jumper para reset .....................................................................................................42 Figura 23 - Conector ATX de 24 pinos ......................................................................................................................43 Figura 24 - Conector auxiliar de 4 pinos ..................................................................................................................43 Figura 25 - Interface IDE/PATA .....................................................................................................................................44 Figura 26 - Interface SATA .............................................................................................................................................44 Figura 27 - Interface do drive de disquetes FDD (floppy disk drive) ................................................................45 Figura 28 - Barramentos ................................................................................................................................................48 Figura 29 - Slot PCI ...........................................................................................................................................................49 Figura 30 - Slot AGP .........................................................................................................................................................49 Figura 31 - Slots PCI-e 16X (superior) e 1X (inferior) ............................................................................................50 Figura 32 - Conectores USB encontrados no mercado .....................................................................................52 Figura 33 - Placa-mãe ATX ............................................................................................................................................53 Figura 34 - Conector da fonte ATX e reforço de corrente ..................................................................................54 Figura 35 - Ligação direta e tensões da fonte ATX ...............................................................................................54Figura 36 - Gabinete ATX ...............................................................................................................................................55 Figura 37 - Memória SIMM 30 vias .............................................................................................................................57 Figura 38 - Memória SIMM 72 vias .............................................................................................................................57 Figura 39 - Memórias DIMM 168 vias ........................................................................................................................58 Figura 40 - Tipos de memória SODIMM ...................................................................................................................59 Figura 41 - Memória ROM .............................................................................................................................................60 Figura 42 - Posição dos chanfros ................................................................................................................................65 Figura 43 - HD ....................................................................................................................................................................67 Figura 44 - HD 80 Seagate.............................................................................................................................................68 Figura 45 - Cabo IDE de 80 vias e cabo SATA ..........................................................................................................69 Figura 46 - Conectores SATA e IDE .............................................................................................................................70 Figura 47 - Conector SATA.............................................................................................................................................70 Figura 48 - CD-ROM .........................................................................................................................................................72 Figura 49 - DVD .................................................................................................................................................................73 Figura 50 - Mídia Blu-Ray de 200 GB ..........................................................................................................................75 Figura 51 - Placa de vídeo do início dos anos 2000 .............................................................................................76 Figura 52 - Conexões S-Vídeo, DVI e VGA ................................................................................................................76 Figura 53 - Duas placas ATI X1950 em modo Crossfire .......................................................................................77 Figura 54 - Placa de som ................................................................................................................................................78 Figura 55 - Pulseira antiestática ..................................................................................................................................84 Figura 56 - Manuseio correto de placas ...................................................................................................................85 Figura 57 - Manuseio incorreto de placas ...............................................................................................................85 Figura 58 - Manuseio incorreto ...................................................................................................................................86 Figura 59 - Placa-mãe .....................................................................................................................................................87 Figura 60 - Abrindo a trava e a tampa do soquete ..............................................................................................87 Figura 61 - Instalação do processador no soquete 775 .....................................................................................88 Figura 62 - Travando a tampa do soquete 775 ......................................................................................................89 Figura 63 - Processador com pasta térmica ............................................................................................................89 Figura 64 - Inserindo o cooler ....................................................................................................................................90 Figura 65 - Conector do cooler do processador ....................................................................................................90 Figura 66 - Conectando coolers de 3 ou 4 pinos a placa-mãe .........................................................................91 Figura 67 - Instalando módulo de memória...........................................................................................................91 Figura 68 - Instalação da fonte de alimentação ....................................................................................................92 Figura 69 - Parafuso de rosca grossa .........................................................................................................................93 Figura 70 - Parafuso rosca fina .....................................................................................................................................93 Figura 71 - Furação placa-mãe ....................................................................................................................................94 Figura 72 - Fixando a placa-mãe dentro do gabinete .........................................................................................94 Figura 73 - Pinos de conexão da placa-mãe no painel frontal do gabinete ...............................................95 Figura 74 - Esquema de botões e leds do gabinete ............................................................................................95 Figura 75 - Fios que fazem ligação do painel frontal à placa-mãe .................................................................96 Figura 76 - Painel frontal conectado à placa-mãe ................................................................................................97 Figura 77 - Instalando o disco rígido .........................................................................................................................97 Figura 78 - Cabo SATA de 7 pinos ...............................................................................................................................98 Figura 79 - Instalando o drive de DVD ......................................................................................................................98 Figura 80 - Instalando a placa de vídeo ...................................................................................................................99 Figura 81 - Conector auxiliar de 4 pinos ............................................................................................................... 100 Figura 82 - Conector de ATX de 24 pinos ............................................................................................................. 100 Figura 83 - Placa-mãe alimentada com os dois conectores de energia .................................................... 100 Figura 84 - Conector de energia SATA 15 pinos ................................................................................................. 101 Figura 85 - Micro inicializando POST ...................................................................................................................... 102 Figura 86 - Tela Boot do BIOS ....................................................................................................................................105 Figura 87 - Mudando a sequência de boot (Boot Device Priority) ................................................................106 Figura 88 - Configurações de segurança do BIOS ............................................................................................. 107 Figura 89 - Aba Exit do BIOS ...................................................................................................................................... 107 Figura 90 - Resetando o BIOS ................................................................................................................................... 110 Quadro 1 - Matriz curricular ...........................................................................................................................................13 Tabela 1 - Sufixos ...............................................................................................................................................................20 Tabela 2 - Processadores Intel .......................................................................................................................................31 Tabela 3 - Taxas de velocidades dos barramentos.................................................................................................50 Tabela 4 - Taxas de transferência USB ........................................................................................................................52 Tabela 5 - Potência dos dispositivos ...........................................................................................................................56 Tabela 6 - Taxa de transferência ...................................................................................................................................63 Tabela 7 - Nomenclatura e taxa de transferência ..................................................................................................64 Tabela 8 - Taxa de transferência das memórias ......................................................................................................66 Sumário 1 Introdução ........................................................................................................................................................................13 2 História do Computador .............................................................................................................................................15 2.1 Evolução dos computadores ...................................................................................................................16 2.2 Sistema de numeração ..............................................................................................................................19 2.2.1 Unidades de grandeza na informática ..............................................................................19 3 Arquitetura de Computadores ..................................................................................................................................23 3.1 Processadores ...............................................................................................................................................24 3.1.1 Arquitetura dos processadores e barramentos ..............................................................25 3.1.2 Frequência do processador ...................................................................................................28 3.1.3 Memória cache ...........................................................................................................................29 3.1.4 Tecnologia de múltiplos núcleos .........................................................................................30 3.1.5 Instalação de processadores .................................................................................................31 3.2 Placa-mãe .......................................................................................................................................................35 3.2.1 Portas de entrada e saída .......................................................................................................36 3.2.2 Soquete para processador .....................................................................................................37 3.2.3 Slots de memória .......................................................................................................................38 3.2.4 Chipset ...........................................................................................................................................39 3.2.5 Slots PCI e PCI Express ..............................................................................................................40 3.2.6 ROM BIOS .....................................................................................................................................41 3.2.7 Conector de energia ................................................................................................................42 3.2.8 Interface IDE/PATA ....................................................................................................................43 3.2.9 Interface SATA ............................................................................................................................44 3.2.10 Conector floppy disk...............................................................................................................45 3.2.11 Placas-mãe com dispositivos on-board e off-board ...................................................45 3.3 Barramentos ..................................................................................................................................................47 3.3.2 Barramento PCI ..........................................................................................................................49 3.3.3 Barramento AGP ........................................................................................................................49 3.3.4 Barramento PCI Express ...........................................................................................................50 3.3.5 Barramento USB ........................................................................................................................51 3.4 Padrão ATX de gabinetes e fontes .........................................................................................................53 3.4.1 Placa-mãe ATX ...........................................................................................................................53 3.4.2 Fonte ATX .....................................................................................................................................54 3.4.3 Gabinete ATX ..............................................................................................................................55 3.5 Memórias ........................................................................................................................................................56 3.5.1 Tipos de encapsulamentos ....................................................................................................56 3.5.2 Memória ROM ............................................................................................................................59 3.5.3 Memória RAM .............................................................................................................................60 3.5.4 Memória SDRAM SDR ..............................................................................................................61 3.5.5 Memória SDRAM DDR .............................................................................................................61 3.5.6 Memória DDR2 ...........................................................................................................................63 3.5.7 Memória DDR3 ...........................................................................................................................643.6 Unidades de disco magnético ................................................................................................................66 3.6.1 A história do HD ........................................................................................................................66 3.6.2 As partes principais de um HD .............................................................................................67 3.6.3 Padrão IDE ...................................................................................................................................68 3.6.4 Padrão SATA ................................................................................................................................69 3.6.5 Tecnologia RAID.........................................................................................................................71 3.7 Unidades de discos ópticos .....................................................................................................................71 3.7.1 Unidades de CD .........................................................................................................................71 3.7.2 Unidades de DVD ......................................................................................................................73 3.7.3 HD-DVD ........................................................................................................................................74 3.7.4 Blu-Ray ..........................................................................................................................................74 3.8 Placas de expansão .....................................................................................................................................75 3.8.1 Placas de vídeo ..........................................................................................................................75 3.8.2 Placa de som ...............................................................................................................................77 4 Procedimento de Montagem de Computadores ...............................................................................................81 4.1 Cuidados com componentes internos ................................................................................................82 4.1.1 Eletricidade estática .................................................................................................................82 4.2 Manuseando as peças ...............................................................................................................................84 4.2.1 Manuseio dos componentes de hardware ......................................................................84 4.3 Montando o primeiro computador ......................................................................................................86 4.4 Configurando o BIOS............................................................................................................................... 102 4.4.1 Como configurar ................................................................................................................... 103 4.4.2 Procedimento para reset do BIOS ..................................................................................... 108 Referências ........................................................................................................................................................................ 113 Minicurrículo dos Autores ........................................................................................................................................... 115 Índice .................................................................................................................................................................................. 117 1 Olá, caro aluno! Seja bem-vindo à unidade curricular Manutenção de Computadores! A partir de agora, você é convidado a conhecer a história da computação, os componentes do computador, os concei- tos de sistemas operacionais, e saberá como instalar um sistema operacional, montar e reparar microcomputadores, além de ver conceitos de redes de computadores. Esperamos que o conteúdo desta unidade curricular atenda a suas expectativas e que você adquira conhecimentos que possa utilizar em sua vida profissional. Para o profissional, é im- portante estar preparado tanto nas competências técnicas como nas relacionais, para poder atuar pró-ativamente, conduzindo as pessoas com as quais trabalha a excelentes resultados e à satisfação profissional. A seguir, são descritos na matriz curricular os módulos e as unidades curriculares previstos e as respectivas cargas horárias. Instalador e reparador de redes de computadores Módulos denoMI-nação unIdades CurrICulares Carga HorárIa Carga HorárIa Módulo Específico Único Único • Eletroeletrônica 30 h 220 h • Cabeamento Estruturado 40 h • Instalação de Redes Locais 30 h • Manutenção de Computadores 60 h • Instalação de Sistemas Operacionais Desktop e Aplicativos 60 h Quadro 1 - Matriz curricular Fonte: SENAI DN Agora, você é convidado a trilhar os caminhos do conhecimento. Faça deste processo um momento de construção de novos saberes, onde teoria e prática devem estar alinhadas para o seu desenvolvimento profissional. Bons estudos! introdução 2 História do Computador Já houve um tempo em que os computadores eram enormes. Com o passar dos anos, fo- ram diminuindo e se tornando cada vez mais fáceis de manusear. Não só por fora! A melhoria também avançou pela área interna dos computadores. Desde sistemas como o MS-DOS até os famosos Windows, utilizados atualmente, a evolução das máquinas alcançaram o mundo todo. Hoje, dificilmente encontra-se um local sem computador. Ele está nas empresas, lares, escolas, universidades e por todos os lugares. Neste capítulo você vai estudar a história do computador. Vamos ver agora alguns objetivos de aprendizagem desta seção. Acompanhe: a) estudar a evolução dos computadores; b) conhecer fatos e personagens marcantes da história dos computadores; c) verificar os sistemas de numeração da informática. A partir de agora, dedique-se ao estudo, lembrando que motivação e comprometimento são fundamentais para uma aprendizagem significativa e prazerosa. Pronto para conhecer a história do computador? Vamos lá! Manutenção de CoMputadores16 2.1 Evolução dos ComputadorEs O computador é uma máquina constituída por componentes e circuitos ele- trônicos, capaz de receber, armazenar, processar e transmitir dados e informa- ções. De modo geral, ele tem como função receber dados, processá-los e, por fim, fornecer uma saída, que pode ser um resultado na tela ou uma página na impressora. Dre am st im e (2 01 2) Figura 1 - Microcomputador Os computadores passaram por um processo evolutivo muito extenso até chegarem aos modelos que se conhecem hoje em dia. Para iniciar o estudo, é importante que você saiba que, ao francês Blaise Pascal, é creditada uma das maiores contribuições para a evolução da computação. Foi por volta de 1642 que ele inventou a primeira calculadora mecânica de que se tem notícia, a chamada máquina pascalina, que você pode observar a seguir. Dav id M on ni au x (2 00 5) Figura 2 - Máquina pascalina Mais adiante, em 1822, o cientista inglês Charles Babbage construiu um mode- lo do que viria a ser a máquina diferencial, composta de rodas movidas por meio de uma manivela. Prosseguindo com seus trabalhos, Babbage projetou a máqui- na analítica, composta por uma unidade central de processamento, dispositivos de entrada e saída e, ainda, dotada de uma capacidade de armazenar números. Essa máquina possuía um mecanismo tão complexo que não pôde ser construída pelo própriocientista. 2 História do Computador 17 VOCÊ SABIA? Blaise Pascal inventou a calculadora mecânica em 1642. Ele concebeu a ideia ao tentar ajudar seu pai, a quem tinha sido atribuída a tarefa de reorganizar as receitas fiscais da província francesa de Haute-Normandie. Sua primeira calculadora foi chamada de calculadora de Pascal e, posteriormente, pascaline, que poderia somar e subtrair dois números diretamente e multiplicar e divi- dir pela repetição. SEN A I ( 20 12 ) Figura 3 - Máquina diferencial Durante a Segunda Guerra Mundial, a IBM (International Business Machines), em parceria com a Marinha norte-americana, patrocinou o projeto de um estu- dante de Harvard. Desse projeto, nasceu o computador eletromecânico (consti- tuído por relés), denominado MARK I. A primeira máquina totalmente eletrônica, no entanto, foi lançada em 1943. Ela foi projetada pelo matemático Allan Turing e foi batizada de Colossus. SEN A I ( 20 12 ) Figura 4 - MARK I Manutenção de CoMputadores18 Anos mais tarde, surgiu o ENIAC (Electronic Numerical Interpreter and Calculator), desenvolvido na Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos. Tratava-se do pri- meiro computador digital de grande porte, composto por 17 mil válvulas, medindo 5,5 metros de altura por 25 metros de comprimento e pesando 30 toneladas. Dre am st im e (2 01 2) Figura 5 - MARK I e ENIAC Nas quatro décadas seguintes, o processo evolutivo continuou, mas não mais com o uso de mecanismos complexos ou por meio de dispositivos eletromecâ- nicos. Nesse período, houve um grande progresso na área de eletrônica, o que possibilitou o aposento da válvula e a utilização de transistores e, posteriormente, de circuitos integrados ou chips. Como símbolos dessa época, podem-se citar os lançamentos do TX-0, pelo MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), em 1946; do IBM 1401 e do IBM 360, na década de 1960; do PDP 11, em 1970; do Altair 8800, já baseado em um processador Intel, e o 8080, em 1975. Mais adiante, em 1979, o Atari 800 tornava-se popular. Mas foi em 1981 que a história do computador começou a mudar. Nesse ano, a IBM lançou o IBM-PC, um computador dotado de um processador Intel (8088) de 8 bits, voltado ao uso pessoal. Mais tarde, esses equipamentos passaram a adotar o sistema operacional da recém-criada Microsoft, o MS-DOS. Visando o mercado em expansão, em 1984 a Apple Computers lançou o Macintosh, um computador com arquitetura interna distinta daquela do IBM-PC, e com um grande diferencial: o sistema operacional, desenvolvido com interface gráfica, possibilitava o uso do mouse para acionar ícones na tela, o que representou uma revolução para a época. A partir de então, a história já fica muito mais próxima dos usuários domés- ticos. Depois do IBM-PC, a Intel passou a dominar o mercado de processadores, 2 História do Computador 19 fornecendo CPUs para os maiores fabricantes de computadores. Foi assim com o Intel 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Core 2 Duo, Core 2 Quad e Intel I7. FIQUE ALERTA O mercado da computação se atualiza muito rápido e constantemente. Por isso, é importante que você procure se manter a par das novidades e, de preferência, busque aprimorar os conhecimentos em relação aos avanços. Fi- que atento aos lançamentos dos fabricantes de hardware e software para não ficar parado no tempo. 2.2 sistEma dE numEração Você sabia que o sistema de numeração mais difundido na matemática é o decimal? É verdade! Por esse motivo, fica fácil compreender que ele é composto por dez símbolos (de 0 a 9). Como ele é utilizado frequentemente, também se presume que você saiba que com dois dígitos decimais é possível fazer cem com- binações distintas, de 00 a 99. Quando se trata de informática, no entanto, é um pouco diferente. Os sistemas de numeração utilizados na informática são o binário (composto por dois símbolos: 0 e 1) e o hexadecimal (composto por 16 símbolos: de 0 a 9 e de A a F). Como os equipamentos eletrônicos normalmente trabalham com os es- tados “ligado” ou “desligado”, adotou-se o sistema binário para representar esses estados, onde “0” equivale ao estado desligado e “1” equivale ao estado ligado. Os números binários também são usados para representar caracteres. Para cada caractere digitado em um editor de texto, por exemplo, existe uma sequência de oito dígitos binários que o representa. Com relação aos números hexadecimais, diz-se que são usados para representar endereços ou posições na memória do computador. Preparado para seguir o estudo? Pois saiba que este assunto não para por aqui. A seguir, você verá as unidades de grandeza na informática. 2.2.1 Unidades de grandeza na informática Cada sistema de numeração permite um determinado número de combina- ções a cada grupo de dígitos. Com quatro dígitos binários, por exemplo, é pos- sível formar 16 combinações. Já com 5 dígitos, você poderia formar 32 combina- ções. Esse cálculo é obtido elevando-se a base 2 ao número de dígitos. Observe a fórmula a seguir: Manutenção de CoMputadores20 24 = 16, 25 = 32, 210 = 1.024 Para representar essas grandezas, existem os sufixos. O sufixo K (quilo), que em decimal representa mil vezes (como em quilo, quilômetro), em binário representa 210 vezes (1.024). Logo, um quilobyte (1 KB) representa 1.024 bytes, conforme a tabela a seguir. Tabela 1 - Sufixos Sufixo Potência Quantidade Quilo (K) 210 1.024 Mega (M) 220 1.048.576 Giga (G) 230 1.073.741.824 Tera (T) 240 1.099.511.627.776 Peta (P) 250 1.125.899.906.843.620 Exa (E) 260 1.152.921.504.607.870.000 Zetta (Z) 270 1.180.591.620.718.450.000.000 Yotta (Y) 280 1.208.925.819.615.700.000.000.000 Com a popularização das memórias e dos discos rígidos com valores na casa dos gigabytes, é comum que você ouça pessoas falando em algo como 2 “gigas” de memória, 500 “gigas” de HD etc. A pergunta é: está correto usar o plural nesses casos ou o certo é usar o singular, como 2 giga ou 500 giga? O que você acha? É importante destacar que “giga” é apenas a grandeza, o fator multiplicador. A unidade de medida de espaço em memória é o byte; este, sim, vai para o plural (2 bytes, por exemplo). Assim, se você quer usar o plural, use a grandeza e as uni- dades juntas, ou seja, 2 gigabytes. Ao usar apenas a grandeza, esta não vai para o plural, sendo obrigatório o uso do singular, ou seja, 2 giga ou 500 giga. 2 História do Computador 21 rECapitulando Neste capítulo você estudou a evolução dos computadores. No trajeto de sua aprendizagem, você viu importantes fatos que marcaram a história da computação e personagens que influenciaram a evolução dos compu- tadores até os dias atuais. Outro assunto importante que você conheceu foram os sistemas de numeração utilizados na informática, bem como as unidades de grandeza empregadas nessa área. No próximo capítulo você vai absorver ainda mais conhecimento, pois trataremos da arquitetura dos computadores. Siga em frente! 3 Arquitetura de Computadores Certamente você já utilizou ou utiliza com frequência um computador, certo? E já parou para pensar sobre o funcionamento e os componentes dos computadores? Pois esse será o assunto que você estudará a partir de agora. Neste item, você vai: a) identificar as peças que fazem parte da estrutura de um computador; b) conhecer e entender a função das peças que integram a máquina. Manutenção de CoMputadores24 3.1 ProCessAdores Toda a atividade de um computador pode ser definida por um modelo bastan- te simples, conhecido como ENTRADA - PROCESSAMENTO - SAÍDA. Nesse univer- so, é fácil identificar a atividade central – o processamento, que, como você viu anteriormente, será o tema central deste capítulo. Na etapa de processamento, são executadastodas as operações da máquina, como acesso a discos rígidos e memórias, cálculos etc. Pois saiba que quem realiza essa atividade é o processa- dor, o componente principal de um computador, popularmente conhecido como o “cérebro da máquina”. VOCÊ SABIA? Todas as tarefas de um computador têm a participação do processador como, por exemplo, a execução de jo- gos, músicas, acesso à internet e aos mais variados pro- gramas. Enfim, tudo passa por ele. Em outra classificação, o processador também recebe o nome de CPU (Central Processing Unit – Unidade Central de Processamento). Trata-se de um chip respon- sável por buscar e executar instruções presentes na memória do computador. Es- sas instruções (processos) consistem em operações matemáticas e lógicas, além de operações de busca, leitura e gravação de dados. Para reforçar esses conceitos, vale conhecer o que Brain (2000) apresenta como uma representação de uma CPU. Veja: Bea tr iz C as ca es (2 01 2) Figura 6 - Representação de uma CPU O primeiro microprocessador utilizado em um computador pessoal foi o Intel 8080, lançado em 1974, capaz de executar instruções de 8 bits. Mesmo sendo o 3 ArquiteturA de ComputAdores 25 primeiro, o 8080 não foi muito popular na época, fator reservado ao Intel 8088, lançado em 1979 e incorporado a um PC IBM – comercializado a partir de 1981. A partir do lançamento do IBM-PC, o computador pessoal ficou bastante conhe- cido e desejado por muitos consumidores. A Intel, de olho nesse mercado, não parou de pesquisar e evoluir, lançando (em espaços de tempo cada vez menores) processadores mais modernos e velozes. Com isso, surgiram o 80286, depois o 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III e Pentium IV, Celeron, Xeon, Ita- nium, Core, Core Duo, Core 2 Duo, Core Quad, Core 2 Quad, i3, i5 e i7. Todos foram produzidos pela Intel e são melhorias do design básico do 8088. Isso tratando apenas de Intel. Seu principal concorrente, a AMD, evoluiu paralelamente, com os 286, 386, 486, 586, K5, K6, K6-2, K6-3, Athlon, Duron, Athlon XP, Sempron, Athlon 64, Athlon 64 x2, Phenom, Phenom x3, Phenom x4, Phenom II x2, Phenom II x3, Phenom II x4, Phenom II x6 e Turion. A evolução dos processadores foi prevista por Gordon Moore, fundador da In- tel, que em abril de 1965 publicou um artigo científico na Electronic Magazine, dizendo que o poder de processamento dos chips teria um aumento de 100% a cada período de 18 meses. Essa previsão ficou conhecida como Lei de Moore. Mas não existe uma maneira absoluta para determinar a capacidade de um processador. É necessário avaliar uma série de fatores, como sua arquitetura in- terna, o número de núcleos, a velocidade de operação (clock interno e externo), a capacidade de armazenamento da sua memória cache, o número de bits internos e externos, o tamanho dos barramentos de dados e endereços. Enfim, é preciso conhecer completamente as suas especificações técnicas. Para tornar essa tarefa mais fácil, a partir de agora você estudará alguns dos fatores capazes de mensurar a capacidade (e o preço) de um processador. 3.1.1 ArquiteturA dos processAdores e bArrAmentos Na atualidade, é muito comum encontrar computadores na maioria das ca- sas. Com essa popularização, é natural que pessoas que não conhecem a fundo a tecnologia cometam alguns erros. Por exemplo: é comum chamar de CPU a parte que fica embaixo do monitor, onde você conecta todos os periféricos. E, então, essa nomenclatura é certa ou errada? O que você acha? É errada. Ape- sar de ser bastante popular, essa nomenclatura não é a correta, visto que CPU é a abreviatura em inglês para Unidade Central de Processamento – ou seja, o “pro- cessador”, conforme você estudou anteriormente. Nesse caso, você deve chamar a referida parte de gabinete. Sim, esse é o nome correto! Entre outras partes, a CPU é composta internamente por duas subunidades principais: a ALU (Arithmetic Logic Unit – Unidade Lógica e Aritmética), respon- sável pela execução das operações lógicas e aritméticas e tomadas de decisão; e Manutenção de CoMputadores26 pela CU (Control Unit – Unidade de Controle), responsável pelos sinais de controle do computador. Além das duas unidades básicas, a CPU é composta também por barramento interno, registradores, unidade de decodificação e pelas caches de instruções e de dados. Para compor essas unidades, os processadores são pro- duzidos sobre uma pastilha de silício. Essa pastilha é composta por várias “micro- chaves”, chamadas de transistores. Você já ouviu falar neles? Pois saiba que são os responsáveis por permitir a lógica de execução das instruções. FIQUE ALERTA Quanto mais transistores houver na pastilha, maior será a capacidade de processamento da CPU. Além da CPU, existem outros componentes necessários ao funcionamento pleno do computador, que são os periféricos de entrada e saída (em inglês, uti- liza-se a sigla I/O, de input/output). Como exemplos de dispositivos de entrada, podem-se citar: teclado, mouse, scanner etc. Já os dispositivos de saída podem ser: placa de vídeo, de som, monitor etc. Esses dispositivos utilizam barramentos para se comunicar com a CPU. Assim, quando for necessário gravar um arquivo no disco rígido ou ler as informações vindas do teclado, é por meio dos barramentos que os dados chegarão ao proces- sador para serem tratados. SEN A I ( 20 12 ) Figura 7 - Barramento Todas essas informações trafegam por um barramento rápido e eficiente, liga- do diretamente ao processador, chamado de barramento local. Este barramento também é chamado de Front Side Bus (FSB) que, em uma tradução literal, significa barramento frontal, por situar-se diretamente à frente do processador. O FSB é o barramento que faz a ligação entre processador e memórias RAM. Um diagrama 3 ArquiteturA de ComputAdores 27 em blocos da arquitetura de um PC é mostrado na figura a seguir. O barramento local, por sua vez, é dividido em três partes distintas. Acompanhe, a seguir, os barramentos e as suas funções específicas. CPU RAM Dispositivo E/S externos RAM Cache Barramento E/SInterface Barramento local Thi ag o Ro ch a (2 01 2) Figura 8 - Barramentos do computador 1 a) Barramento de dados: o barramento de dados é o mais importante dos três, pois é por ele que as informações propriamente ditas trafegam, em forma de sinais digitais, lidos pelo software como bits. Os processadores atuais traba- lham com 64 bits. Fazendo uma analogia, é como se houvesse uma rodovia com várias pistas. O número de pistas é o número de bits do barramento e a velocidade com a qual eles trafegam é chamada de frequência do FSB. Como exemplo, pode-se citar um processador Pentium IV de 3 GHz – FSB 400 MHz, que tem 64 vias no barramento externo por onde os dados trafegam a 400 MHz (na verdade, a frequência real não é esta, mas isso você estudará mais adiante). Processadores mais modernos podem ter a velocidade do FSB mais alta, como 1.066 MHz, 1.333 MHz, 1.600 MHz e superiores. b) Barramento de endereços: as informações que trafegam no barramento de dados provêm de algum lugar e devem ser depositadas em algum destino. Pois bem, o local na memória onde o processador vai buscar a informação ou onde ele vai gravá-la é fornecido pelo barramento de endereços. c) Barramento de controle: você já sabe que as informações trafegam pelo bar- ramento de dados e serão buscadas ou escritas na memória, no local indica- do pelo barramento de endereços. Mas como saber se a operação é de lei- tura ou de escrita? Bem, essa função é reservada ao barramento de controle. Manutenção de CoMputadores28 A seguir você pode observar uma figura que ilustra os três barramentos e seu acesso à memória RAM, assunto que vamos ver mais adiante. Note que os barra- mentos de controle e de endereçosapenas saem da CPU em direção à memória. Local de memória 0 Local de memória 1 Local de memória 2 Registro 1 Registro 2 Registro 3 Linhas de controle R/W (ler/escrever) Local de memória 14 Local de memória 15 Memória ... ... CPU Dados Endereços Thi ag o R oc ha (2 01 2) Figura 9 - Barramentos do computador 2 3.1.2 FrequênciA do processAdor Quando se fala sobre barramento de dados, vale lembrar, como exemplo, do Pentium IV, 3 GHz – FSB 400 MHz. Nele aparecem dois valores, ambos utilizando o Hertz (Hz), que é a unidade de medida de frequência. Sendo que 1 Hz significa uma oscilação de 1 ciclo por segundo, 1 KHz seriam 1.000 ciclos por segundo, e assim por diante. Mas por que na especificação aparecem dois valores? É o que você verá nos tópicos a seguir. a) Clock interno: indica a velocidade de execução das operações. No exemplo, constata-se que o processador é capaz de executar 3 bilhões de ciclos em um segundo. b) Clock externo: trata da velocidade ou frequência com que os dados trafe- gam no barramento local. É também chamado de frequência do Front Side Bus (FSB) e indica a velocidade na troca de dados entre memória, chipset e processador. No exemplo, o FSB 400 MHz indica o clock externo, ou seja, a frequência do barramento externo, que é dada de acordo com cada modelo de processador. 3 ArquiteturA de ComputAdores 29 AM D e In te l ( 20 12 ) Figura 10 - Processadores Ainda a esse respeito, vale citar que ao longo da evolução dos processadores, algumas tecnologias foram e continuam sendo desenvolvidas, a fim de melhorar o desempenho das CPUs. Assim como o Hyper-Transport da AMD (que usa dois barramentos para comunicação externa: um para acesso à memória e outro para acesso ao chipset), em que o controle da memória é feito pelo processador, não mais pelo chipset. A Intel desenvolveu o Hyper-Threading e, recentemente, fabrica processadores com a tecnologia Dual Core, Quad Core e mais recentemente Six Core. Outras tecnologias desenvolvidas por esses fabricantes permanecem até hoje embutidas nos núcleos de seus processadores, tais como o MMX e o 3DNOW. 3.1.3 memóriA cAche Um dos fatores de maior relevância no desempenho final dos processadores é, sem dúvida, o tamanho da memória cache. Você sabe o que é? Trata-se de uma memória estática, constituída por circuitos eletrônicos muito rápidos chamados flip-flops. A memória principal do computador é constituída por circuitos capaciti- vos, que demoram certo tempo para fazer a carga e descarga, o chamado tempo de refresh. No caso da cache, esse tempo não existe, conferindo a ela um desem- penho muito superior. Como você pôde perceber, quanto maior a quantidade de memória cache, mais instruções e dados serão trazidos para ela, diminuindo o número de vezes que o processador terá de buscar informações na lenta memória principal (me- mória RAM). Assim, quanto mais memória cache, maior será o desempenho. Atualmente, um processador pode ter até 16 megabytes de memória cache. Acredite! Mesmo parecendo pouco, em se tratando de memória cache, é uma quantidade bem elevada. Veja a imagem a seguir: Manutenção de CoMputadores30 Bea tr iz C as ca es (2 01 2) Figura 11 - Memória cache L2 dentro do processador Percebeu a importância da memória cache para o desempenho da sua máqui- na? Conheça agora a tecnologia de múltiplos núcleos! 3.1.4 tecnologiA de múltiplos núcleos Além do clock, do número de bits e do tamanho da cache, outro fator determi- na o desempenho de um processador. Trata-se do número de cores ou núcleos. Quando os processadores ultrapassaram a marca dos 3 GHz, eles começaram a consumir muita energia e passaram a esquentar muito. Percebeu-se, então, que para atingir os 4 GHz, os recursos de hardware seriam comprometidos, e seriam exigidos dispositivos de refrigeração mais caros. Assim, cogitou-se a hipótese de não aumentar o clock, mas sim o número de núcleos, que trabalhariam em con- junto, dividindo as tarefas. A primeira tentativa foi o lançamento da tecnologia Hyper-Threading. Você se lembra desse termo? Esse tema já foi estudado anteriormente. Caso o processa- dor tenha esse recurso, um processador de um núcleo passa a ser “visto” pelo sistema operacional como se fossem dois, o que aumenta o desempenho final em cerca de 10% a 20%. Em 2008, a Intel resolveu criar um processador realmente com dois núcleos. Trata-se do Pentium D, que na verdade era um encapsulamento composto in- ternamente por dois Pentium IV normais. Os processadores top de linha atuais podem ter até oito núcleos. 3 ArquiteturA de ComputAdores 31 Bea tr iz C as ca es (2 01 2) Figura 12 - Processador com dois núcleos 3.1.5 instAlAção de processAdores Na instalação dos processadores, devemos usar pasta térmica entre o proces- sador e o cooler, a fim de aumentar a área de contato entre os dois dispositivos, melhorando, consequentemente, a transferência de calor do processador para o cooler. Mas lembre-se de que não é recomendado que sejam colocados adesivos (como o de garantia) em cima do processador, pois pode atrapalhar a transferên- cia de calor entre os dispositivos, causando travamento do computador, resets aleatórios ou, até mesmo, queima do processador. E que tal ver o que você estudou a respeito dos processadores por meio de uma tabela? A seguir, você poderá observar os processadores Intel, desde o pri- meiro (de 4 bits), até os chips comercializados atualmente. Observe: Tabela 2 - Processadores Intel Nome FrequêNcia BiTS iNterNos BiTS exterNos Detalhes 4004 740 KHz 4 4 Datado do ano de 1971, foi o primeiro processador criado pela Intel. Trabalhava a 740 KHz e possuía 2.000 transistores. Manutenção de CoMputadores32 8008 1 MHz 8 8 Primeiro processador de 8 bits, lançado em 1972. 8080 2 MHz 8 8 Lançado em 1974, com 6.000 transistores. 8086 5 MHz 16 16 Primeiro processador de 16 bits. 8088 4,77 MHz a 8 MHz 16 8 1ª Geração: processador utilizado no 1º PC, o IBM-PC/XT, em 1981, com 8 bits externos para baratear o custo e 29.000 transistores. 80286 16 MHz a 25 MHz 16 16 2ª Geração: PC operando a 16 bits externa e internamente. Inaugurou a arquitetura PC-AT, com 134.000 transistores. 80386 SX 25 MHz 32 16 3ª Geração: primeiro processa- dor a trabalhar com instruções de 32 bits, embora usasse um barramento externo de 16 bits. 80386 DX 33 MHz 32 32 1985 – Processador de 32 bits. Podia trabalhar em con- junto com um coprocessador matemático, o 80387. Possi- bilitava a utilização de memória cache externa (na placa-mãe), sendo constituído por 275.000 transistores. 3 ArquiteturA de ComputAdores 33 80486 SX 33 MHz 32 32 4ª Geração: 32 bits, interna e externamente, porém sem coproces sador interno. Cache interna de 8 KB. 80486 DX 66, 75 e 100 MHz 32 32 32 bits, interna e externamente, com coprocessador interno. Cache interna de 16 KB com 1.200.000 transistores. Pentium 75 MHz 100 MHz 133 MHz 166 MHz 200 MHz MMX 233 32 64 5ª Geração: a Intel passou a pat- entear os nomes dos processa- dores. Trabalhava internamente com instruções de 32 bits, mas acessava a memória com blocos de 64 bits. Operava com cache L1 de 16 KB (8 KB para dados e 8 KB para instruções), possibilitando o uso de cache externa. O Pentium 200 MMX tinha 32 KB de cache, utilizando soquete 7 e 3.100.000 transistores. Pentium II 233 MHz a 450 MHz 32 64 6ª Geração: arquitetura Risc/Cisc, Cache L2 interna. soquete slot 1 (cartucho). Era constituído por 7.500.000 transistores. Pentium III 233MHz a 1.130 MHz 3264 Alguns processadores saíram com soquete slot 1 e outros com um novo, chamado PGA 370. Eram comuns clocks de 700 MHz e 800 MHz. Era constituído por 7.500.000 transistores. Manutenção de CoMputadores34 Pentium IV 1,4 GHz a 3,4 GHz 32 64 7ª Geração: capaz de processar 4 dados por pulso de clock (QDR), Pipeline de 20 etapas. Soquetes PGA 423 e 478 e LGA775, com 42 a 125 milhões de transistores. Pentium IV HT 3,73 GHz 32/64 64 Os processadores HT usam a tecnologia Hyper-Threading, que con siste em aproveitar partes ociosas do processador para ex- ecutar outras tarefas. Ele é visto pelo sistema operacional como um processador de dois núcleos, embora não o seja. Na verdade, o desempenho final é de 10% a 20% maior que um processador sem essa tecnologia. Clocks de 2,66 GHz a 3,6 GHz e tecnologia de 90 nm e 65 nm. Pentium D 3,73 GHz 32/64 64 Processador com dois núcleos de Pentium IV. Primeiro proces- sador de dois núcleos da Intel. A partir deste, todos os proces- sadores da Intel usam o soquete LGA-775. Clocks de 2,66 GHz a 3,6 GHz constituídos por 230 milhões de transistores. Core 2 Duo 2,4 GHz 64 64 Projeto genuinamente Dual. A pastilha já tem dois núcleos. Clocks de 1,8 GHz a 2,66 GHz. Tecnologia de 45 nm com 820 milhões de transistores. Usa soquete LGA-775. Core 2 Quad 2,4 GHz a 3,2 GHz 64 64 Duas pastilhas de Core 2 Duo integradas no mesmo processa- dor. Usa soquete LGA-775. 3 ArquiteturA de ComputAdores 35 I3 1,2 GHz a 3,3 GHz 64 64 Processador com dois núcleos e com a tecnologia Hyper-Thread- ing habilitada, aumentando o desempenho do processador. A arquitetura de comunicação FSB foi substituída pela arquitetura DMI. Usa soquete 1156. Tecnolo- gias de 32 nm. I5 2,6 GhH a 3,4 GHz 64 64 Processador com quatro núcleos e com a tecnologia Turbo boost, que faz overclock no proces- sador em momentos nos quais é necessário maior desempenho. Usa soquete 1156 e tecnologia de 45 e 32nm. I7 2,6G Hz a 3,3 GHz 64 64 Processador com quatro núcleos e tecnologias Hyper-Threading e Turbo boost. Usa soquete 1156 e 1366. Usa tecnologia de 45 nm. Como esses dados são modificados à medida que novos processadores en- tram no mercado, recomenda-se refazer a pesquisa periodicamente, consultando os sites oficiais dos fabricantes de processadores. 3.2 PlACA-mãe A partir de agora, você passa a estudar a placa-mãe e suas características. A placa-mãe é um dos principais componentes dos nossos computadores. Como o próprio nome diz, é a principal placa existente no computador. É nela que são conectadas todas as demais, as chamadas placas de expansão, como a de vídeo, a de rede etc. Também são conectados todos os periféricos que devem ser ligados ao PC, tais como teclado, mouse, monitor, impressora etc. Além das placas de expansão e dos periféricos externos, a placa-mãe é ainda responsável por fornecer os conectores e os slots para a colocação de unidades de disco, memória e processador. Enfim, a placa-mãe também é conhecida como motherboard ou mainboard. Acompanhe, na imagem a seguir, a identificação de cada um dos itens que a compõem. Manutenção de CoMputadores36 Dre am st im e (2 01 2) Figura 13 - Placa-mãe Antes de comprar uma placa-mãe, dê uma olhada no site do fabricante. Lá é possível verificar suas características, como: com quais modelos de processadores são compatíveis; quais slots de expansão ela possui; as ferramentas para manu- tenção e detecção de falhas (diagnóstico); a ferramenta para atualização de BIOS; as versões mais novas do BIOS; os drivers dos dispositivos on-board; os manuais; entre outras coisas. SAIBA MAIS Que tal verificar alguns sites agora? Comece por estes e sinta-se à vontade para pesquisar mais em outros sites sobre placas-mãe. <http://www.asus.com>; <http://www.gigabyte.com.tw>; <http://www.foxconnchannel.com>. 3.2.1 portAs de entrAdA e sAídA É por meio delas que o computador se comunica com os periféricos externos. Na figura a seguir, você poderá visualizar a interface paralela (na cor lilás), o co- nector do teclado (na cor roxa), o conector do mouse (na cor verde), as portas USB e RJ45 (de rede) e as entradas e saídas de áudio. Note que a utilização de cores distintas facilita a identificação das portas. Essa facilidade foi trazida pela especifi- cação PC97 e é utilizada até hoje. 3 ArquiteturA de ComputAdores 37 Dre am st im e (2 01 2) Figura 14 - Portas da placa-mãe 3.2.2 soquete pArA processAdor É nesse encaixe que o processador será colocado. Existem diversos modelos de processadores no mercado, cada um com um soquete específico. Sendo as- sim, a placa-mãe deve ser compatível com o processador a ser usado. Dre am st im e (2 01 2) Figura 15 - Soquete do processador Os primeiros modelos de processador Pentium utilizavam o soquete 7. Mais adiante, os processadores Pentium II surgiram com uma nova proposta, o slot 1 (semelhante ao cartucho de videogame Super Nintendo). Os dois padrões de soquete para processador mais utilizados atualmente são o ZIF (Zero insert/input Force – Força de Inserção Zero) e o LGA (Landing Grid Ar- ray). Veja nas figuras: Manutenção de CoMputadores38 Dre am st im e (2 01 2) Figura 16 - Soquete LGA: Soquete 1366 (para processadores atuais da Intel) Dre am st im e (2 01 2) Figura 17 - Soquete ZIF: Soquete AM3 (para processadores atuais da AMD) 3.2.3 slots de memóriA Na placa em questão, você pôde ver quatro slots de memória: dois azuis e dois pretos. Trata-se de memórias DDR2 ou DDR3, dependendo da placa-mãe. É possível, ainda, encontrar placas que possuem slots para memórias DDR ou, até mesmo, placas mais antigas, com slots para memórias SDRAM DIMM. Slots 3 ArquiteturA de ComputAdores 39 para memórias SIMM 30 e SIMM 72 vias só serão encontrados em placas muito antigas, que já não são mais usadas. Dre am st im e (2 01 2) Figura 18 - Slots de memória DIMM1 3.2.4 chipset É um conjunto de circuitos integrados, ou chip, responsável pela comunicação entre o processador e os diversos elementos da placa-mãe. Dada a complexidade dessa atividade, ele é dividido em duas partes: ponte norte e ponte sul. a) Ponte norte (northbridge) – é a parte do chipset responsável pelo contro- le do FSB (Front Side Bus), controle da frequência de operação da memória, do barramento AGP, PCI Express etc. Em virtude desse trabalho todo, a pon- te norte geralmente é coberta por um dissipador de calor, visto que o chip aquece muito e, sem o arrefecimento adequado, poderia ser danificado. b) Ponte sul (southbridge) – é responsável pelo controle de elementos que não exigem muito processamento e por dispositivos de entrada e saída, como interfaces IDE (SATA e PATA) e USB. A memória CMOS (que armazena os parâmetros do Setup) também fica localizada na ponte sul. Normalmente, os chipsets são desenvolvidos por empresas como VIA Techno- logies, SiS, AMD/ATI e Intel. É, portanto, comum encontrar um mesmo chipset em modelos concorrentes de placa-mãe. Na ilustração a seguir, você pode observar uma figura que ilustra o chipset. Manutenção de CoMputadores40 Northbridge Southbridge Bea tr iz C as ca es (2 01 2) Figura 19 - Placa-mãe e seus chipsets (norte – northbridge e sul – southbridge) 3.2.5 slots pci e pci express Os slots PCI são as terminações dos barramentos. Neles, serão colocadas as placas de expansão que não exigem muito desempenho ou velocidade, como placas de fax modem e placas de som. Já slots PCI Express são reservados para placas com maiorpoder de processamento e que, normalmente, exigem mais do computador como, por exemplo, as placas de vídeo (slot PCI Express 16X) e as de rede de 1 Gbps ou 10 Gbps (slot PCI Express 1X). Dre am st im e (2 01 2) Figura 20 - Slots PCI-e e PCI Para apagar as configurações e senha do Setup, basta mudar um determina- do jumper (jumper da CMOS) de posição, por alguns segundos, e depois voltar 3 ArquiteturA de ComputAdores 41 o jumper à posição original. Esse ato faz que a memória CMOS (responsável por armazenar as configurações do Setup) seja “apagada” e as configurações originais de fábrica, do Setup, sejam carregadas novamente. 3.2.6 rom bios ROM é abreviatura de Read Only Memory. Trata-se de uma memória só de lei- tura, não volátil, que armazena o Sistema Básico de Entrada e Saída. Na verdade, dentro da ROM existe um firmware composto por três microprogramas, conheci- dos por BIOS, POST e.. A função de cada um desses programas você conhecerá a partir de agora: a) BIOS é o acrônimo de Basic input Output System (ou Sistema Básico de Entra- da e Saída). Ele é responsável por controlar o uso e dar suporte ao hardware do computador. É o software/sistema que inicializa o computador. b) POST é o acrônimo de Power On Self Test, uma espécie de autoteste que é executado durante a inicialização do computador. Nesse caso, se houver al- guma falha, como ausência do teclado, erro nas memórias ou placa de vídeo, alguma sinalização é emitida. No caso do teclado, uma mensagem será exi- bida na tela dando conta da sua ausência. Se houver falha de memória, uma sequência de bipes será emitida (normalmente bipes longos e contínuos). Se houver falha na placa de vídeo, a resposta do POST será a emissão de um bipe longo e três curtos. Esses códigos de erros podem variar de acordo com o fabricante da BIOS ou da placa-mãe. Dre am st im e (2 01 2) Figura 21 - Teste de inicialização (POST) 1 Manutenção de CoMputadores42 c) Setup é o programa de configuração da placa-mãe. É nele que: se configura a data, a hora e a presença ou não de floppy disks; habilita-se ou não deter- minados dispositivos; configura-se a frequência das memórias e do proces- sador; enfim, toda a configuração de hardware é feita aqui. Após essa confi- guração, uma espécie de “arquivo de parâmetros” é gerada e enviada para a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), onde uma pequena porção de memória presente no chipset (ponte sul) é responsável por guar- dar essa informação. d) Bateria da CMOS como você já viu, a CMOS tem a função de guardar as in- formações de configuração do computador. É importante saber que ela é volátil, ou seja, necessita de alimentação para que não perca as informações. Nesse caso, existe uma bateria de 3 V, cujo modelo é conhecido como CR 2032 e que tem a função de não permitir que esses dados sejam perdidos quando o computador for desligado. Dre am st im e (2 01 2) Figura 22 - Bateria da BIOS e jumper para reset 3.2.7 conector de energiA O conector de alimentação, que você poderá verificar na figura seguinte, é um ATX 24, que recebe o cabo vindo da fonte. É possível encontrar conectores com apenas 20 pinos, dependendo da placa-mãe. Os processadores modernos exigem um pouco mais de corrente da fonte. Para suprir essa necessidade, existe o conector de reforço de corrente (auxiliar). Os conectores de reforço de corrente costumam ser de 4 pinos. Em placas-mãe que aceitam processadores top de linha, ou são destinadas ao público de entusiastas, pode ser encontrado um conector de 8 pinos na placa-mãe. 3 ArquiteturA de ComputAdores 43 Dre am st im e (2 01 2) Figura 23 - Conector ATX de 24 pinos1 Dre am st im e (2 01 2) Figura 24 - Conector auxiliar de 4 pinos 3.2.8 interFAce ide/pAtA Esse conector possui 40 pinos e é responsável por receber o cabo que vem do disco rígido, unidade de CD ou DVD, de padrão IDE. Trata-se de um cabo de 80 vias, muito embora, no passado, ele tivesse apenas 40. Essa porta é capaz de trocar dados com o HD a uma taxa de transferência que pode chegar a 133 MB/s e, por isso, é chamada de ATA 133. O conector IDE/PATA pode ser visto na figura a seguir; observe que eles são numerados como IDE1 e IDE2. Manutenção de CoMputadores44 Dre am st im e (2 01 2) Figura 25 - Interface IDE/PATA 3.2.9 interFAce sAtA Esse conector recebe o cabo que vem do disco rígido, ou da unidade de DVD, de padrão SATA. Trata-se de uma evolução do IDE PATA, pois, diferentemente do ante- rior, no qual a comunicação é paralela, nesse os dados trafegam de maneira serial, razão pela qual a taxa de transferência começa em 150 MB/s. Entretanto, ele pode atingir até 6 GB/s com a nova versão das interfaces SATA 3.0. Atualmente, a maioria dos dispositivos de armazenamento (como discos rígidos e drives ópticos) está usan- do esse tipo de interface. Confira, a seguir, as versões do Serial Ata: a) SATA 1.0 – Velocidade de 1,5 GB/s ou 150 MB/s. b) SATA 2.0 – Velocidade de 3,0 GB/s ou 300 MB/s. c) SATA 3.0 – Velocidade de 6,0 GB/s ou 600 MB/s. Dre am st im e (2 01 2) Figura 26 - Interface SATA 3 ArquiteturA de ComputAdores 45 3.2.10 conector Floppy disk Esse conector possui 34 pinos e recebe o cabo que vem do floppy disk ou uni- dade de disquete. Com a popularização das Flash Memory (ou pendrives), é cada vez mais raro encontrar placas que disponibilizem esse tipo de porta, isso porque um pendrive de apenas 1 GB é capaz de armazenar o conteúdo de aproximada- mente 711 disquetes. Dre am st im e (2 01 2) Figura 27 - Interface do drive de disquetes FDD (floppy disk drive) 3.2.11 plAcAs-mãe com dispositivos on-boArd e oFF-boArd Você já deve ter ouvido falar do termo on-board, certo? Ele é utilizado para identificar uma placa-mãe que traz consigo uma série de itens integrados. Entre eles, podem-se citar placas de vídeo, som, rede. O que vai definir qual placa comprar é a utilização que se quer dar ao equipa- mento. Por exemplo, se você quer utilizar o PC para jogos 3D ou para atividades profissionais que exigem alto desempenho no tratamento de gráficos, como apli- cativos CAD/CAM (AutoCad, CorelDraw, PhotoShop), será preciso uma placa de vídeo robusta, que certamente não virá integrada à placa-mãe. Por outro lado, se a utilização não requer maiores recursos, é possível comprar uma placa bem barata e que já traga todos os recursos integrados, permitindo o acesso à internet, a utilização de “suítes” de escritório e a visualização de vídeos e imagens de maneira confortável. Existe ainda um meio-termo: é possível comprar uma placa-mãe que já tenha interfaces on-board e, em caso de necessidade, incluir os interfaces off-board que necessitar. Assim, mesmo que você possua uma placa de rede 100 Mbps on-board, é possível adquirir uma de 1 Gbps com fibra óptica e integrá-la ao equipamento sem problema nenhum; o mesmo vale para placas de som e vídeo. Manutenção de CoMputadores46 Dentro desse contexto, conheça agora um caso importante sobre as placas de vídeo off-board, no Casos e Relatos. CAsos e relATos Placas de vídeo off-board Lucas resolveu fazer um upgrade em seu computador e, para isso, neces- sitava de uma nova placa-mãe. Procurou uma loja de informática que um amigo lhe indicara e que possuía atendentes com bastante conhecimento técnico e o ajudariam a fazer a melhor escolha da sua placa-mãe. Chegan- do à loja, Lucas foi atendido por Marcos, que lhe perguntou em que podia ajudá-lo. Lucas disse a Marcos que precisava de uma nova placa-mãe que suportasse seu processador Intel Core 2 Quad e seus dois módulos de me- mória DDR2. Marcos mostrou a Lucas as opções disponíveis de placas-mãe que eram divididas em três segmentos: uso doméstico, que tinhacomo ca- racterística recursos mais simples; uso empresarial, que era mais estável; e, por último, as placas-mãe utilizadas por gamers ou entusiastas por jogos, sendo estes os clientes que procuram por alto desempenho e estabilida- de. Lucas pediu para conhecer as opções para uso doméstico, pois não precisava de uma máquina top de linha e, sim, uma máquina com preço mais acessível e que executasse bem seus projetos básicos em AutoCad e, eventualmente, jogasse um jogo. Marcos informou que a placa-mãe de que dispunha possuía os recursos on-board (instalados na placa-mãe e não poderiam ser retirados da placa), placas de som, placa de vídeo e placa de rede. E disse ainda que possuía um barramento PCIe de 16X que possibilita- ria a Lucas uma futura expansão de uma placa de vídeo off-board, caso ele julgasse necessário. Lucas fechou negócio com a placa-mãe sugerida por Marcos, e ainda com- prou uma placa de vídeo off-board PCIe 16X. Entretanto, Marcos lhe in- formou que a placa não estava disponível e chegaria em três dias. Lucas concordou em receber depois a placa de vídeo, levou sua nova placa-mãe para casa, fez a montagem do micro e tudo funcionou corretamente. Após a montagem, Lucas instalou novamente o sistema operacional, para o mes- mo detectar todos os hardwares e os demais programas. No terceiro dia, Lucas estava ansioso pela chegada da placa de vídeo, havia testado seu novo computador com o AutoCad, o qual estava estudando na faculdade, e o desempenho em projetos 2D foi bom. Porém, os projetos em 3D trava- vam um pouco a imagem em projetos grandes. 3 ArquiteturA de ComputAdores 47 No dia seguinte, Marcos ligou para Lucas e lhe informou que sua placa es- tava disponível. Lucas foi à loja, pegou sua placa e foi para casa fazer a sua instalação. Chegando em casa, Lucas inseriu a placa no barramento PCIe, ligou o micro e o monitor não deu sinal de vídeo, mesmo o computador, aparentemente, ter iniciado corretamente. Lucas teve a ideia de devolver o cabo de vídeo para a placa on-board e a imagem apareceu no monitor. Ele não entendeu o que estava acontecendo; possuía uma placa de vídeo, mas a mesma não estava ligando. Pesquisou na internet o que poderia estar ocorrendo, pois a loja de informática já estava fechada e ele não poderia ir até lá pedir aju- da, somente no dia seguinte. Achou uma informação interessante em um fórum, que descrevia que ao colocarmos uma placa de vídeo off-board, al- gumas placas-mãe identificam a nova placa e desabilitam a placa on-board automaticamente, mas outras não, pois o vídeo on-board permaneceria em funcionamento, e o off-board, não. Lucas viu o procedimento para entrar no BIOS e mudar a prioridade da placa de vídeo; escolheu inicializar a placa- -mãe com a placa de vídeo off-board no barramento PCIe. Após salvar as configurações de vídeo e retornar o cabo para a placa de vídeo off-board, o vídeo funcionou corretamente e, logo após, ele fez a instalação do driver de vídeo e o teste com o AutoCad. O desempenho ficou muito bom e ele sentiu-se contente com a aquisição de seu novo hardware. Como você viu no relato, em alguns casos, para instalar uma placa de vídeo off-board é necessário configurar no BIOS a preferência pelo vídeo off-board. Em alguns casos, é possível somente inserir a placa de vídeo no slot e, automatica- mente, o BIOS reconhece a placa de vídeo off-board. Existem diversos fabricantes no mercado disponibilizando bons produtos, mas há também aqueles que fabricam produtos de baixa qualidade. No caso das placas-mãe, é importante que você fique atento a algumas marcas, tais como: Asus, Gigabyte, Foxconn, PC Chips, MSI, EVGA, Tyan, Intel e ECS. É necessário pes- quisar o histórico dos produtos, conhecer a fundo a tecnologia e, sobretudo, usar a experiência adquirida ao longo dos anos. Assim, você poderá escolher uma pla- ca de acordo com conceitos técnicos que norteiam a profissão. 3.3 BArrAmenTos A partir de agora, você estudará os barramentos dos computadores. Você sabe sua utilidade? Eles são componentes muito importantes para o computador, pois Manutenção de CoMputadores48 têm a finalidade de transferir dados de um dispositivo a outro. Os conceitos que você estudará agora estão bastante difundidos, e já aparecem no Novo Dicio- nário Aurélio (1999). Veja a definição de barramentos: “[...] é o conjunto de vias internas que interligam componentes e periféricos. (Corresponde, nesta acepção, ao inglês bus, abreviatura de busbar)”. Apesar de não se tratar de uma literatura técnica, o conceito é tão simples quanto exato. Os barramentos são mesmo vias ou condutores elétricos por onde os sinais digitais trafegam, interligando todos os componentes e periféricos de um computador. Existem dois tipos de barra- mentos. Conheça cada um deles! a) Barramentos internos: as placas de expansão conectam-se aos barramentos internos por meio dos slots. Cada barramento possui um tamanho de pala- vra de dados com que pode trabalhar, bem como uma frequência máxima suportada. Todos esses fatores vão indicar com qual desempenho cada dis- positivo vai se comunicar. Como exemplo desses barramentos, podem-se citar: barramento local, barramento IDE, ISA, VLB, PCI, AGP, PCI Express etc. b) Barramentos externos: são utilizados para conectar periféricos que ficam fora do gabinete, como teclado, mouse, pendrives, impressoras etc. Para co- nectar-se aos barramentos externos, esses periféricos se utilizam de portas, tais como: porta serial, paralela, USB, porta PS2, Firewire, IrDA etc. CPU AGP Slot AGP ATA Drives 10/100 Ethernet USB Sound PCI Slots Southbridge PCI Express PC Chipset Northbridge Dual channel memory slots Bea tr iz C as ca es (2 01 2) Figura 28 - Barramentos Agora que você já sabe o que são os barramentos e já conhece o barramento interno e o externo, saiba mais sobre o barramento ISA. 3 ArquiteturA de ComputAdores 49 3.3.1 bArrAmento isA O barramento ISA (Industry Standard Architecture) era utilizado nos primeiros computadores pessoais, os IBM PC–XT, que trabalhavam com palavras de dados de 8 bits. Mais adiante, com o lançamento da arquitetura AT, o ISA passou a ope- rar com 16 bits. O barramento ISA é antigo e não mais utilizado atualmente. 3.3.2 bArrAmento pci Criado pela Intel na época do desenvolvimento do processador Pentium, o barramento PCI (Peripheral Component Interconnect) é utilizado até hoje, dada a sua capacidade de trabalhar a 32 bits ou 64 bits, o que oferece altas taxas de transferência de dados. Operando com palavras de 32 bits e uma frequência de 33 MHz, ele atinge uma taxa de 132 MB por segundo. Trata-se de um barramento plug and play (PnP) – traduzido como Conecte e Use, ou seja, que permite que uma placa seja a ele conectada e, automaticamente, reconhecida pelo sistema operacional. Dre am st im e (2 01 2) Figura 29 - Slot PCI 3.3.3 bArrAmento Agp O barramento AGP (Accelerated Graphics Port) foi desenvolvido pela Intel com o intuito de obter maiores taxas de transferência entre a placa-mãe e as placas de vídeo. Criado exclusivamente para placas de vídeo, atingia desempenho bem superior ao PCI. Bru no L or en zz on i ( 20 12 ) Figura 30 - Slot AGP Manutenção de CoMputadores50 3.3.4 bArrAmento pci express A evolução natural da interface dos jogos de computador, bem como o au- mento de carga gráfica nos aplicativos de engenharia e desenho, fizeram que o padrão AGP se tornasse obsoleto e incapaz de fornecer taxas de transferência suficientes para suprir a demanda dos softwares aplicativos e de entretenimento. Para resolver tal problema, uma das medidas da indústria foi a criação do barra- mento PCI Express, o substituto dos barramentos Peripheral Component intercon- nect (PCI) e Accelerated Graphics Port (AGP).
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