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FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 1 ETCP Prof.: Mauricio ARQUITETURA DE COMPUTADORES (2ª Parte) ETCP Prof.: Mauricio Gabinetes e Fontes AT e ATX “Gabinete“→ nos referimos à caixa que envolve seu computador e protege os componentes internos do equipamento. A fonte de alimentação do computador é parte integrante do gabinete, como se ambos fossem uma única peça. ETCP Prof.: Mauricio As siglas AT e ATX servem para identificar a placa-mãe quanto ao tipo de gabinete que a mesma foi projetada. Os padrões AT e ATX são usados tanto para gabinetes no formato torre, quanto para gabinetes em formato horizontal (desktop). FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 2 ETCP Prof.: Mauricio AT (Advanced Tecnology) Trata-se de um tipo de gabinete já antigo, seu uso foi constante de 1983 até 1996. Um dos fatos que contribuíram para que o padrão AT deixasse de ser usado, é o espaço interno pequeno. ETCP Prof.: Mauricio O conector de alimentação da fonte AT, que deve ser ligado na placa-mãe, é composto por dois plugs (cada um com seis pinos), que devem ser encaixados lado a lado, sendo que os fios de cor preta de cada um devem ficar localizados no meio. ETCP Prof.: Mauricio No padrão AT, com o espaço interno pequeno e com vários cabos de ligação interna do computador, existe uma dificuldade de circulação de ar, levando, em alguns casos, a danos na máquina. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 3 ETCP Prof.: Mauricio Gabinete AT com Fonte AT Nas placas-mãe AT, o conector do teclado segue o padrão DIN e o mouse utiliza saída serial . ETCP Prof.: Mauricio ATX (Advanced Tecnology Extendend) •Trata-se do padrão AT melhorado. •Um dos principais desenvolvedores do ATX foi a Intel. •Todos os computadores novos vem baseado neste padrão. •Maior espaço interno. ETCP Prof.: Mauricio Com o conector de energia da fonte ATX, não é possível encaixar o plug de forma invertida. Cada "furo" do conector possue um formato, que impede o encaixe errado. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 4 ETCP Prof.: Mauricio Características do ATX •Conectores de teclado e mouse no formato PS/2. •Desligamento automático. ETCP Prof.: Mauricio Gabinete ATX com Fonte ATX ETCP Prof.: Mauricio Padrões de pinagem de conectores das fontes ATX e AT FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 5 ETCP Prof.: Mauricio ETCP Prof.: Mauricio Fontes de Alimentação As fontes de alimentação são as responsáveis por distribuir energia elétrica a todos os componentes do computador. Convertem corrente alternada (AC - Alternate Current - a energia recebida através de geradores, como uma usina hidroelétrica), em corrente contínua (DC - Direct Current ou VDC - Voltage Direct Current), uma tensão apropriada para uso em aparelhos eletrônicos. ETCP Prof.: Mauricio Potência das fontes de alimentação CONSUMO Processadores topo de linha (como Pentium 4 HT e Athlon 64) 60 W - 110 W Processadores econômicos (como Celeron e Duron) 30 W - 80 W Placa-mãe 20 W - 100 W HDs e drives de CD e DVD 25 W - 35 W Placa de vídeo sem instruções em 3D 15 W - 25 W Placa de vídeo com instruções em 3D 35 W - 110 W Módulos de memória 2W - 10 W Placas de expansão (placa de rede, placa de som, etc) 5 W - 10 W Cooler 5 W - 10 W Teclado e mouse 15 W - 25 W No Brasil, é muito comum encontrar fontes de 300 W (watts), no entanto, dependendo de seu hardware, uma fonte mais potente pode ser necessária FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 6 ETCP Prof.: Mauricio Athlon 64 FX 100 W (valor estimado) HD (cada) 25 W + 25 W (valor estimado) Drive de CD 25 W (valor estimado) Drive de DVD 25 W (valor estimado) Placa de vídeo 3D 80 W (valor estimado) Mouse óptico 25 W (valor estimado) Total 305 W * Exemplo: É importante considerar ainda que dificilmente uma fonte de alimentação fornece a potência máxima indicada. Por isso, é bom utilizar uma fonte que forneça certa "folga" nesse aspecto. Para a configuração citada acima, por exemplo, uma fonte de 500 W seria adequada. ETCP Prof.: Mauricio Conector que alimenta drives de CD/DVD, HDs e alguns modelos de coolers. Conector que alimenta o drive de disquete. Conector ATX12V (para processadores Pentium 4) ETCP Prof.: Mauricio Barramentos ISA, PCI, AGP e proprietários “Barramentos” são, basicamente, um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior, ou seja, com a memória, chips da placa-mãe, periféricos, etc. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 7 ETCP Prof.: Mauricio Para que os periféricos (placas em geral) possam usar esses barramentos, é necessário que cada placa (de vídeo, de som, modem, etc) seja compatível com um determinado tipo de barramento. “SLOT”→ conector presente na placa-mãe. Cada barramento, possui um forma de slot diferente. ETCP Prof.: Mauricio Barramento ISA (Industry Standard Architecture) •Formado por slots que trabalham com 8 e 16 bits por vez. •Em placas-mãe antigas, o barramento ISA era usado internamente para a comunicação entre o processador e alguns chips presentes na placa-mãe. ETCP Prof.: Mauricio O ISA surgiu no computador IBM PC, na versão de 8 bits e posteriormente, chegou ao IBM PC AT, passando a usar 16 bits de dados por vez, trabalhando a uma velocidade de 8 MHz Cada transferência estava limitada a 16 bits, o que permitia uma taxa de transferência máxima de 8 MB por segundo. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 8 ETCP Prof.: Mauricio PCI (Peripheral Component Interconnect) •O barramento trabalha a 32 ou 64 bits. •Altas taxas de transferência de dados (um slot PCI de 32 bits pode transferir até 132 MB por segundo). •Recurso Plug and Play (PnP), que permite que a placa instalada num slot PCI seja reconhecida automaticamente pelo computador. ETCP Prof.: Mauricio Os slots PCIs são usados por vários tipos de periféricos, como placas de vídeo, de som, de rede, modem, adaptadores USB, etc. A velocidade do barramento PCI equivale à metade do valor do clock externo do processador. ETCP Prof.: Mauricio Barramento AGP (Accelerated Graphics Port) Foi desenvolvido pela Intel, visando obter uma maior taxa de transferência entre a placa-mãe e as placas de vídeo (principalmente para uma melhor performance nas aplicações 3D). FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 9 ETCP Prof.: Mauricio Vantagens AGP: •Uso de uma maior quantidade de memória para armazenamento de texturas para objetos tridimensionais. •Alta velocidade no acesso a essas texturas para aplicação na tela. ETCP Prof.: Mauricio Velocidades AGP: •AGP 1X: trabalha a 133 MHz (proporciona uma velocidade 4 vezes maior que o PCI, além disso, sua taxa de transferência chega a 266 MB/seg). •AGP 2X trabalha a 532 MB •Hoje, é possível encontrar AGPs com velocidades de 4X e 8X. •Geralmente, só se encontra um único slot nas placas-mãe, visto que o AGP só interessa às placas de vídeo. ETCP Prof.: Mauricio Diferenças PCI e AGP FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 10 ETCP Prof.: Mauricio Barramentos Proprietários •São barramentos de, geralmente, 32 bits, que certos fabricantes criaram para a conexão de placas especiais à seus produtos. •O grande problema desses barramentos, que foi inclusive, o motivo de sua extinção, era a falta de padronização. Ou seja, se uma pessoa adquirisse uma placa de um fabricante “A” com um slot proprietário, não poderia conectar neste slot, uma placa qualquer de um fabricante “B”. ETCP Prof.: Mauricio Placas-mãe •Também conhecida como "motherboard" ou "mainboard“ •É, basicamente, a responsável pela interconexão de todas as peças que formam o computador. O HD, a memória, o teclado, o mouse, a placa de vídeo, enfim, praticamente todos os dispositivos, precisam ser conectados à placa-mãe para formar o computador. ETCP Prof.: Mauricio FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 11 ETCP Prof.:Mauricio Descrição da Placa-Mãe A - Processador B - Memória RAM C - Slots de expansão (C1: PCI; C2: AGP; C3: PCI- Express) D - Plug de alimentação E - Conectores IDE e drive de disquete F - BIOS e bateria (F1: Bateria; F2: BIOS) G - Conectores de teclado, mouse, USB, impressora e outros H - Furos de encaixe I - Chipset ETCP Prof.: Mauricio BIOS (Basic Input Output System) É responsável por controlar o uso do hardware do computador e manter as informações relativas à hora e data. Através de uma interface denominada Setup, é possível alterar configurações de hardware, como velocidade do processador, detecção de discos rígidos, desativação de portas USB, etc. ETCP Prof.: Mauricio SATA (Serial ATA) Novo padrão de conexão de HD’s. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 12 ETCP Prof.: Mauricio Chipset O chipset é um chip responsável pelo controle de uma série de itens da placa- mãe, como acesso à memória, barramentos e outros. Nas placas-mãe atuais, é bastante comum que existam dois chips para esses controles: Ponte Sul (I1) e Ponte Norte (I2). ETCP Prof.: Mauricio Ponte Sul (South Bridge): este geralmente é responsável pelo controle de dispositivos de entrada e saída, como as interfaces IDE ou SATA. Ponte Norte (North Bridge): este chip faz um trabalho "mais pesado" e, por isso, geralmente requer um dissipador de calor para não esquentar muito. Este é responsável pelo controle do FSB (Front Side Bus - velocidade na qual o processador se comunica com a memória e com componentes da placa-mãe), da freqüência de operação da memória, do barramento AGP, etc. ETCP Prof.: Mauricio Placas-mãe onboard "Onboard" é o termo empregado para distinguir placas-mãe que possuem um ou mais dispositivos de expansão integrados. Por exemplo, há modelos que têm placa de vídeo, placa de som, modem ou placa de rede na própria placa-mãe. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 13 ETCP Prof.: Mauricio A vantagem de se utilizar modelos onboard é a redução de custo do computador, uma vez que deixa-se de comprar determinados dispositivos porque estes já estão incluídos na placa-mãe. No entanto, é necessário ter cuidado: quanto mais itens onboard uma placa-mãe tiver, mais o desempenho do computador será comprometido. Isso porque o processador acaba tendo que executar as tarefas dos dispositivos integrados. ETCP Prof.: Mauricio As marcas mais conhecidas de Placas-mãe são: Asus, Abit, Gigabyte, Soyo, PC Chips, MSI, Intel e ECS. ETCP Prof.: Mauricio Processadores O processador é o principal componente de um computador, sendo muitas vezes chamado de "cérebro da máquina". Isso porque é o processador que executa, com auxílio de dispositivos como memórias e discos rígidos, todas as operações no computador. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 14 ETCP Prof.: Mauricio •O processador é um chip responsável por buscar e executar instruções presentes na memória do computador. •Ele também é conhecido por CPU (Central Processing Unit - Unidade Central de Processamento). •As instruções (processos) que ele executa consistem em operações matemáticas e lógicas, além de operações de busca, leitura e gravação de dados. ETCP Prof.: Mauricio Exemplos de Processadores ETCP Prof.: Mauricio Transistores nos processadores Tipo do processador Transistores Velocidade de Clock MIPS 8088 29,000 5 MHz 0.33 80386 275,000 16 MHz 5 Pentium 3,100,000 60 MHz 100 Pentium 4 42,000,000 1.5 GHz 1,700 Nota: MIPS é quantos milhões de operações por segundo o processador é capaz de fazer. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 15 ETCP Prof.: Mauricio Ano Processador Tamanho do transistor (µ / nm) 1971 4004 10µ 1972 8004 10µ 1974 8080 6µ 1976 8085 3µ 1978 8086 3µ 1982 286 1,5µ 1985 386 1,5µ / 1µ 1989 486DX 1µ / 0,8µ 1994 486DX4 0,6µ 1993 Pentium 0,8µ / 0,6µ / 0,35µ 1997 Pentium II 0,35µ / 0,25µ 1999 Pentium III 0,25µ / 0,18µ 2000 Pentium 4 0,18µ 2003 Pentium 4 0,13µ 2004 Pentium 4 0,09µ (90 nm) 2005 (? Pentium 5 ?) 65 nm 2007 45 nm 2009 (? Pentium 6 ?) 32 nm * 15 a 20 GHz 2011 22 nm 2013 16 nm ETCP Prof.: Mauricio Bits internos O número de bits é uma das principais características dos processadores e tem grande influência no desempenho. Os processadores mais comuns (Pentium II, III e 4, Athlon XP, Duron, etc) operam a 32 bits, enquanto chips antigos, como o 286, operavam com 16 bits. Repare que estes valores correspondem ao trabalho dos circuitos do processador, por isso são chamados de bits internos. ETCP Prof.: Mauricio Já existem no mercado processadores que trabalham a 64 bits por vez, como o Athlon 64, da AMD. Quanto mais bits internos o processador trabalhar, mais rapidamente ele poderá fazer cálculos e processar dados em geral (conseqüentemente, ele será mais caro). Como exemplo, um processador de 32 bits pode manipular números de valor até 4.294.967.296. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 16 ETCP Prof.: Mauricio Bits externos O processador sozinho não é nada e precisa se comunicar com os dispositivos periféricos. Como as instruções que o processador executa ficam armazenadas na memória, é preciso que ela seja acessada de forma rápida e precisa. Essa velocidade depende da quantidade de bits que o barramento de dados consegue manipular simultaneamente. Tais bits são chamados de bits externos. ETCP Prof.: Mauricio Clock interno e externo O clock é uma forma de indicar o número de instruções que podem ser executadas a cada segundo (ciclo). Sua medição é feita em Hz (sendo que KHz corresponde a mil ciclos, MHz corresponde a 1000 KHz e GHz corresponde a 1000 MHz). Obs.: Um processador Pentium II 800 MHz, indica que o mesmo pode realizar 800 milhões de ciclos por segundo. ETCP Prof.: Mauricio Clock interno: indica a freqüência na qual o processador trabalha. Por exemplo, num Pentium 4 de 2,8 GHz, o "2,8 GHz" indica o clock interno. Clock externo: também conhecido como FSB (Front Side Bus), é o que indica a freqüência de trabalho do barramento (conhecido como barramento externo) de comunicação com a placa-mãe. Por exemplo, o processador AMD Sempron 2200+ trabalha com clock externo de 333 MHz. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 17 ETCP Prof.: Mauricio HyperTransport (HT) Tecnologia que usa dois barramentos para comunicação externa: •Um para acesso à memória. •Outro para acesso ao chipset. Ex.:Tecnologia utilizada nos processadores da linha Athlon 64 (Fabricante - AMD) ETCP Prof.: Mauricio Memória cache A memória cache consiste numa pequena quantidade de memória SRAM, incluída no chip do processador. Quando este precisa ler dados na memória RAM, um circuito especial, chamado de controlador de Cache, transfere os dados mais requisitados da RAM para a memória cache. ETCP Prof.: Mauricio Se a memória cache de um processador atual for desabilitada, o computador pode ter queda de desempenho de mais de 30%. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 18 ETCP Prof.: Mauricio Tipos de memória cache Cache L1 (Leve 1 - Nível 1 ou cache interno): trata-se de um tipo de cache em uso desde o processador 486. É chamado de cache interno porque se localiza dentro do procesador. O tamanho deste cache pode ir de 16 KB (como o Pentium) a 512 KB (como o Pentium 4). Os processadores 486 tinham cache de 8 KB. ETCP Prof.: Mauricio Cache L2 (Level 2 - Nível 2 ou cache externo): o cache L1 não era totalmente perfeito, pois tinha tamanho pequeno, que obrigava o processador a buscar os dados na memória RAM. O cache L2 é uma memória cache fora do processador que necessita de um controlador, que geralmente é embutido no chipset da placa-mãe. O tamanhos mais comuns são os de 256 KB e 512 KB, mas é perfeitamente possível a existência de caches maiores. Um fato importante a ser citado, é que diversos processadores trazem o cache L2 embutido dentro de si, fazendo com que as terminologias Interno e Externo perderemo sentido. ETCP Prof.: Mauricio Cache L3 (Level 3 - Nível 3): trata-se de um tipo incomum, usado pelo processador AMD K6-III. Este possui o cache L2 embutido em si, de forma que o cache L2 existente na placa-mãe pudesse ser usado como uma terceira cache. Daí o nome L3. Tal fato fez do K6-III um processador muito rápido em sua época. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 19 ETCP Prof.: Mauricio Co-processador aritmético Dois dos primeiros processadores existentes, o 8086 e 8088, poderiam trabalhar em conjunto com um processador especial, chamado 8087. A função deste processador era a de realizar cálculos matemáticos complexos. O processador, quando muito, passaria então a executar cálculos mais simples e a se preocupar com outras instruções. O 8087 é o que conhecemos hoje como "Co- processador aritmético" ou "Co-processador matemático". ETCP Prof.: Mauricio Co-processador aritmético Esse recurso, hoje em dia, é embutido no processador, e seu uso é considerado indispensável. ETCP Prof.: Mauricio Número de processadores: a nova nomenclatura da Intel Esquema de numeração dos processadores Intel, que é composto pelo nome da linha do processador mais uma seqüência de 3 dígitos. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 20 ETCP Prof.: Mauricio Processador Dígito Pentium Extreme Edition 8xx Pentium M 7xx Celeron M 3xx Processador Clock interno Clock externo Cache Pentium 4 HT 660 3.6 GHz 800 MHz 2 MB Pentium 4 HT 650 3.4 GHz 800 MHz 2 MB Pentium 4 HT 640 3.2 GHz 800 MHz 2 MB Usar apenas o clock interno como indicativo de desempenho é, de fato, dar uma idéia muito vaga do processador. ETCP Prof.: Mauricio Processador Clockinterno Clock externo Cache Pentium M 770 2.13GHz 533 MHz 2 MB Pentium M 765 2.1 GHz 400 MHz 2 MB Pentium M 735 1.7 GHz 400 MHz 2 MB Pentium M 730 1.6 GHz 533 MHz 2 MB Pentium M 718 1.3 GHz 400 MHz 1 MB ETCP Prof.: Mauricio Memória EDO EDO é a sigla para (Extended Data Out). Trata- se de um tipo de memória que chegou ao mercado no início de 1997. Permite ao processador acessar um endereço da memória ao mesmo tempo em que esta ainda esta fornecendo dados de uma solicitação anterior. Esse método permite um aumento considerável no desempenho da memória RAM. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 21 ETCP Prof.: Mauricio Esse tipo de memória precisa ser usado com pentes em pares. Memórias EDO usam o encapsulamento SIMM- 72. SIMM (Single In Line Memory Module): é um tipo de encapsulamento de memória, com capacidade de armazenamento de 1 MB a 16 MB. Memória SIMM ETCP Prof.: Mauricio DIMM (Double In Line Memory Module) - esse é o padrão de encapsulamento que surgiu após o tipo SIMM. Muito utilizado em placas-mãe de processadores Pentium II, Pentium III e em alguns modelos de Pentium 4 (e processadores equivalentes de empresas concorrentes), o padrão DIMM é composto por módulos de 168 pinos, com capacidades mais altas que o padrão anterior: de 16 a 512 MB. Memória DIMM ETCP Prof.: Mauricio Memórias DDR (Double Data Rate) •A memória DDR (Double Data Rating) é a tecnologia que substituiu as tradicionais memórias DIMM de 168 pinos, especialmente nos computadores pessoais. Trata-se de um tipo de memória baseado na tão difundida tecnologia SDRAM (memórias rápidas). •Possuem 184 terminais . •A voltagem das DDR é 2.5 V, contra 3.3 V das DIMM SDRAM. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 22 ETCP Prof.: Mauricio As memórias DDR nasceram com a necessidade do aumento da FSB (as memórias DIMM não mais acompanhavam a velocidade do FSB, que era de 133 MHz) Memória DDR ETCP Prof.: Mauricio As memórias DDR realizam o dobro de operações por ciclo de clock. Assim, uma memória DDR de 266 MHz trabalha, na verdade, com 133 MHz. ETCP Prof.: Mauricio Memória Velocidade SDRAM PC-100 800 MB/s SDRAM PC-133 1.064 MB/s DDR-200 ou PC-1600 1.600 MB/s DDR-266 ou PC-2100 2.100 MB/s DDR-333 ou PC-2700 2.700 MB/s DDR-400 ou PC-3200 3.200 MB/s Dual DDR-226 4.200 MB/s Dual DDR-333 5.400 MB/s Dual DDR-400 6.400 MB/s Dual DDR Usam duas controladoras simultaneamente, o acesso passa a ser de 128 bits. É recomendável usar dois pentes de memória idênticos no computador. É necessário que a placa-mãe tenha esse recurso. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 23 ETCP Prof.: Mauricio Exemplo Dual DDR Você possui dois pentes de 256 MB de memória RAM DDR-333 em seu computador. O computador trabalhará com elas como sendo um conjunto de 512 MB com barramento de 64 bits (ou seja, 2.700 MB por segundo). Essa configuração funcionando no esquema Dual DDR fará com que o barramento passe a ser de 128 bits, aumentando a velocidade para 5.400 MB por segundo! ETCP Prof.: Mauricio Memória DDR2 (Double Data Rate 2) •É uma evolução da tão utilizada memória DDR. •Menor consumo de energia elétrica. •Menor custo de produção. •Maior largura de banda de dados. •Velocidades mais rápidas. •A memória DDR2 não é compatível com placas-mãe que trabalham com memória DDR. ETCP Prof.: Mauricio O tipo DDR tem 184 terminais e o DDR2 conta com 240 terminais. FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 24 ETCP Prof.: Mauricio •A DDR2 tem um menor consumo de energia elétrica. •Enquanto o tipo DDR trabalha à 2,5 V, a tecnologia DDR2 requer 1,8 V. •O padrão DDR2 trabalha com as freqüências de 400 MHz, 533 MHz, 667 MHz e 800 MHz (esses valores correspondem à metade, pois realizam duas operações por ciclo) ETCP Prof.: Mauricio Freqüência Nomenclatura 400 MHz DDR2-400 ou PC2-3200 533 MHz DDR2-533 ou PC2-4300 677 MHz DDR2-677 ou PC2-5300 800 MHz DDR2-800 ou PC2-6400 A denominação "PC2-3200“, o número 3200 indica a quantidade de MB por segundo que a memória é capaz de trabalhar. Isso quer dizer que, no caso da memória de 400 MHz, sua velocidade é de 3.200 MB ou 3.2 GB por segundo. ETCP Prof.: Mauricio Hierarquia de memórias FAATESP - Disciplina: ETCP Profº Mauricio 25 ETCP Prof.: Mauricio Hierarquia de memórias ETCP Prof.: Mauricio ETCP Prof.: Mauricio Terminamos!!! Alguma Dúvida ??? Final da 2ª Parte de Arquitetura de Computadores
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