Hardware - Conteudo Completo

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HARDWARE

Mauricio TanizakaCaio FerrariCaio Ferrari

Área – ADS – Análise e Desenvolvimento de Sistemas

2012

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Plano de Ensino Plano de Ensino

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Ementa Ementa

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EMENTANesta disciplina o aluno irá aprender a conhecer o hardware, com o objetivo deidentificar as principais características, os pontos críticos e terá noções demontagem de um equipamento. Terá contato com as principais marcas etecnologias. O aluno terá a oportunidade de aplicar seus conhecimentos emsituações do seu dia-a dia, levando-o a analisar as possíveis falhas oueventuais melhorias do seu equipamento. Com a visão dos principais pontosque norteiam os fabricantes seja de periféricos, seja dos computadores, o

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aluno terá competência para desenvolver projetos de especificação paraatuação no mercado, com técnicas para garantir o sucesso do mesmo.

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Procedimentos de EnsinoProcedimentos de Ensino

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PROCEDIMENTOS DE ENSINO

Em sala de aula serão utilizados estudos de caso reais com discussõesorientadas, combinados a seminários e aulas expositivas. Haverá também autilização de laboratório de computadores, com exibição de filmes didáticose seções de hands-on, de modo que os alunos saibam fazer as pesquisasde novas técnicas e procedimentos, junto ao mercado, através da Internet.

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de novas técnicas e procedimentos, junto ao mercado, através da Internet.

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ObjetivosObjetivos

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OBJETIVOSAo final desta disciplina o aluno deve ser capaz de:

a) Diagnosticar partes e defeitos, identificando suas principais características esua importância na relação custo x benefício, desenvolvendo o potencialanalítico;

b) Identificar as novas tendências tecnológicas, através da analise e do contextodo segmento e realizando um diagnóstico das evoluções dos equipamentos.

c) Tomar conhecimento das Normas e Padronizações adotadas pelos

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c) Tomar conhecimento das Normas e Padronizações adotadas pelosfabricantes.

d) Conhecer e desenvolver metodologias para controle de qualidade edesenvolvimento de Projetos.

e) Entender as formas de desenvolvimento de tecnologia que permitem adedução de problemas e desenvolvimentos na área de hardware.

f) Analisar a base dos dados e as formas que fazem com que o computadorexecute cálculos, operações lógicas e aritméticas.

g) Configurar o computador e orientar quanto a escolha da CPU.

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CronogramaCronograma

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Apresentação e discussão do plano de ensino do semestre.• Métricas de avaliação e• Plano de ensino.

Competência 1:1. Porque estudar hardware

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1.1 Introdução1.2 Aplicações1.3 Característica da profissão1.4 Classes de aplicações de computadores e suas características

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Competência 2:2. História dos computadores

2.1 Dispositivos mecânicos2.2 Dispositivos eletromecânicos2.3 História e evolução dos computadores atuais

2.3.1 Primeira Geração: Computadores a válvulas

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2.3.1 Primeira Geração: Computadores a válvulas2.3.2 Segunda Geração: Computadores transistorizados2.3.3 Terceira Geração: Computadores com circuitos integrados – CI2.3.4 Quarta Geração: Computadores que utilizam VLSI

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Competência 3:3. Sistemas de Computação

3.1 Conceitos3.2 Componentes básicos do hardware3.3 Representação das Informações3.4 Bases Numéricas

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3.4 Bases Numéricas3.5 Código ASCII

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Competência 4:4. Arquitetura Básica de um Sistema Computacional

4.1 CPU (ou Processador)4.2 Memória Principal (ou Primária)4.3 Memória Auxiliar (ou Secundária)4.4 Periféricos de Entrada e Saída

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4.4 Periféricos de Entrada e Saída4.5 Dispositivos de Comunicação (interfaces)

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Aula 5Competência 5:5. Memórias

5.1 Terminologias5.2 Classificação das memórias

5.2.1 Função5.2.2 Uso5.2.3 Encapsulamento

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5.2.3 Encapsulamento5.2.4 Tecnologia5.2.5 Acesso

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Competência 6:6. Memórias

6.1 Função6.1.1 Principal6.1.2 Auxiliar6.1.3 Cachê

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6.1.3 Cachê6.1.4 Virtual

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Competência 7:7. Memórias

7.1 Uso7.1.1 RAM e ROM7.1.2 Unidades de Disco

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7.1.3 Cachê em Disco e Memória7.1.4 Memória Virtual em Disco e Memória

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Competência 8:8. Memórias

8.1 Encapsulamento8.1.1 DIP8.1.2 SIP

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8.1.2 SIP8.1.3 SIMM8.1.4 DIMM8.1.5 RIMM

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Competência 9:9. Memórias

9.1 Tecnologia9.1.1 RAM9.1.2 SRAM9.1.3 DRAM9.1.4 EDO

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9.1.4 EDO9.1.5 SDRAM9.1.6 Mask ROM9.1.7 PROM9.1.8 EPROM9.1.9 EEPROM9.1.10 EAROM9.1.11 Flash ROM9.1.12 Flash RAM

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Competência 10:10. Acessos às Memórias

10.1 DDR10.2 DDR210.3 DDR3

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10.3 DDR310.4 Cache L110.5 Cache L2

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Competência 11:11. Arquitetura de Barramentos

11.1 Pontes Norte11.2 Ponte Sul

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Competência 12:12. Dispositivos de Entrada e Saída

12.1 Porta Serial, Porta Paralela, USB e Firewire12.2 Ethernet, Bluetooth, Infrared12.3 Monitores e Placa de Vídeo

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12.3 Monitores e Placa de Vídeo

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Competência 13:13. Evolução dos Processadores

13.1 INTEL13.2 AMD13.3 CMOS Setup - Características do BIOS

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Competência 14:14. Funcionalidades da Memória ROM

14.1 Setup14.2 BIOS14.3 CMOS Setup - Características do BIOS

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14.3 CMOS Setup - Características do BIOS14.4 POST14.5 Chipset

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Competência 15:15. Padrões de Barramento em Motherboards

15.1 Padrão ISA15.2 Padrão EISA e MCA Bus15.3 Padrão VLBUS (VESA Local Bus)15.4 Padrão PCI (Peripheral Component Interconnect)

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15.4 Padrão PCI (Peripheral Component Interconnect)15.5 Padrão AGP (Accelerated Graphics Port)15.6 Padrão PCI Expres

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Competência 16:16. Organização de dados em um Disco

16.1 Como o Sistema Operacional localiza um dado em um disco16.2 Formatação de um disco – Trilhas, Setores e Cilindros16.3 Tabela FAT

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16.3 Tabela FAT16.4 Densidades de gravação16.5 Dispositivos ópticos16.6 Fitas Magnéticas

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Competência 17:17. Arquitetura de desempenho

17.1 Microprocessador17.2 Clock17.3 Overclock17.4 Clock Speed e Clock Rate

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17.4 Clock Speed e Clock Rate

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Competência 18:18. Padrões de Interface de Disco

18.1 ST-50618.2 IDE18.3 ATA18.4 PATA18.5 SATA

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18.5 SATA18.6 SCSI18.7 SAS

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BibliografiaBibliografia

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TORRES, Gabriel• 3ª Edição

– Axcel Books• Rio de Janeiro - 2006

- Hardware Curso Completo

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BITTENCOURT, Rodrigo Amorim

• 6ª Edição

– Brasport Editora

• Rio de Janeiro - 2006

- Montagem de Computadores e Hardware

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MORIMOTO, Carlos E.• 3ª Edição

– Editora Sulina • São Paulo - 2007

- Hardware, o guia definitivo

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MONTEIRO, Mário A.• 5ª Edição

– LTC Editora • Rio de Janeiro - 2007

- Introdução à organização de computadores

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WRITH, Almir.• 2ª Edição

– Alta Books • São Paulo - 2005

- Hardware PC – Guia de Referência

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PATTERSON, A.D.E. e HENNESSY, L.J.• 2ª Edição

– Campus • São Paulo - 2005

- Organização e projetos de computadores: a interface hardware/software

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Por que estudar Hardware?Por que estudar Hardware?

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Características da Profissão

Estudar hardware não é só importante para entender como funciona ocomputador ou ainda propiciar conhecimento para sua manutenção. Esta áreano sistema computacional permite conhecer: formas de configuração, projeto edesenvolvimento de sistemas e servidores; e melhora a capacidade doprogramador no desenvolvimento do projeto de software.

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programador no desenvolvimento do projeto de software.

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Breve HistóricoBreve Histórico

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HARDWARE

1. Dispositivos mecânicos (3000 a.C. – 1880)

2. Dispositivos eletromecânicos (1880 – 1945)

3. História e evolução dos computadores atuais (1946)• Primeira Geração: Computadores a válvulas

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• Primeira Geração: Computadores a válvulas• Segunda Geração: Computadores transistorizados• Terceira Geração: Computadores com circuitos integrados – CI• Quarta Geração: Computadores que utilizam VLSI

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Alguns dispositivos que antecederam o computador

MECÂNICOS:

Em meados de 2000 A.C.foi inventado o ÁBACO

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ELETROMECÂNICOS:A PARTIR DE 1880 Herman Hollerith desenvolveu o cartão perfurado (esquerda) para guardar dados e também uma máquina tabuladora mecânica (direita), acionada por um motor elétrico, que contava, classificava e ordenava informações armazenadas em cartões perfurados.

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• Em 1936, Alan Turing publicou um trabalho de grande influência, descrevendo o computador universal e no serviço de inteligência britânico começou a trabalhar na construção de um computador para decifrar os códigos inimigos durante a Segunda Guerra Mundial.

• Em 1943, nasce o primeiro computador verdadeiro, o Colossus.

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HISTÓRIA E EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES ATUAIS

A história dos computadores atuais começa com o primeiro computador eletrônico e digital, criado em 1946, de nome ENIAC.

Primeira Geração (1940 – 1952): Computadores a válvulas

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Segunda Geração (1952-1964): Computadores transistorizados

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Terceira Geração (1964-1971): Computadores com Circuitos Integrados - CI

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Quarta Geração (1971-1981): Computadores que utilizam VLSI

O termo VLSI (Very Large Scale Integration), integração em muito larga escala, caracteriza uma classe de dispositivos eletrônicos capazes de armazenar em um único invólucro, milhares e até milhões de diminutos componentes (Figura 2.21). Esta tecnologia permitiu o desenvolvimento de um outro tipo de computador, o PC - Personal Computer (Computadores

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outro tipo de computador, o PC - Personal Computer (Computadores Pessoais) ou microcomputadores.

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CLASSIFICAÇÃO DE COMPUTADORESCLASSIFICAÇÃO DE COMPUTADORES

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Os computadores podem ser classificados quanto:

� capacidade de processamento (pequeno, médio, grande porte);

� velocidade de processamento e volume de transações (PC, estações de trabalho); estações de trabalho);

� tamanho da memória e tipo de UCP.

� capacidade de armazenamento das informações (mainframes);

� sofisticação do software disponível e compatibilidade;

� Apresentação física (portáteis, não portáteis)

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• Formas de computadores:

�Minicomputador

�Mainframe

�Supercomputadores

* Conceitualmente todos eles realizam funções internas idênticas, mas em escalas diferentes.

�Supercomputadores

�Workstation

�Computador Pessoal.

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Minicomputadores

• Nome foi dado devido ao tamanho das máquinas emcomparação a outros computadores existentes na época.Marcaram a 2º geração de computadores. Eram dotamanho de uma escrivaninha. Ex.: PDPtamanho de uma escrivaninha. Ex.: PDP

• Hoje são peças de museu

• Foram substituídos pelos microcomputadores.

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Mainframes

• computador principal, estrutura principal

- Destinam-se a manipular quantidades imensas de informação de E/S e armazenamento de E/S e armazenamento

- milhares de transações por dia - grande volume de dados

- possuem alta capacidade de processamento e muita capacidade de memória;

- são de grandes dimensões, requerendo uma grande variedade de pessoal especializado para a sua operação.

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Esses ficam distribuídos em uma ampla sala, compossibilidade de instalação de Terminais (eram um tipoespecial de computador que não possuíam CPU ouarmazenamento próprio; são apenas dispositivos de E/S queage como uma janela para outro computador que seencontra em algum outro local).encontra em algum outro local).

Ex:IBM 30xx Data General

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Page 53: Hardware - Conteudo Completo

Supercomputador• Supercomputadores – é o computador mais potente disponível

em uma dada época.

• São usados para resolver grandes e complexos problemas que nãoseriam possíveis em um simples PC.

• São construídos para processar quantidades enormes de dados e• São construídos para processar quantidades enormes de dados efazê-lo rapidamente. Por exemplo, cientistas criam modeloscomplexos de simulação e simulam esses processos em umsupercomputador,

• usados tb: previsão do tempo, engenharia espacial, designautomotivo.

Supercomputador famoso:

Deep Blue (da IBM, em 1997, ganhou Garry Kasparov) •52

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•Supercomputadores cray•53

Page 55: Hardware - Conteudo Completo

Servidores

• Servidores são computadores que fornecem conteúdo e serviços numa rede de computadores. O serviço de conteúdo de páginas de Internet e o serviço de email são, talvez, os mais conhecidos.

• Os computadores que se conectam na rede, porém não fornecem conteúdo ou serviços, são chamados de clientes. Computadores clientes solicitam conteúdo e serviços aos computadores servidores.

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Servidores powerEdge da Dell Computers

Alta performance, facilidade de manutenção e gerenciamento

Itautec Infoserver (proc. Intel Xeon 2.4 GHz apresentam HD 300 GB, 4 GB RAM,...) R$ 8.000,00

Exemplo de Servidores

Alta performance, facilidade de manutenção e gerenciamento processador Intel Xeon de 3,4 GHz com 32 GB RAM, HD 1,5 TB

+ - R$ 59.000,00

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Page 57: Hardware - Conteudo Completo

Workstation (Estações de trabalho)

• uma Workstation é um Desktop que possui regra geral um processador mais potente, memória adicional e capacidades muito aumentadas para lidar com tarefas específicas como criação de gráficos 3D ou desenvolvimento de jogos, sistemas SIG, ou outra tarefa que exija recursos quase exclusivos da máquina.

• Quando uma Workstation está dedicada em exclusivo a trabalhos gráficos • Quando uma Workstation está dedicada em exclusivo a trabalhos gráficos complexos também se designam Estações Gráficas (é o caso das Alpha Station e das Silicon Graphics).

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Page 58: Hardware - Conteudo Completo

Estação de Trabalho• A maioria dos micros roda qualquer um dos maiores SO – Unix, Windows, OS/2.

(Mac da Apple roda A/UX), mas geralmente as estações rodam o Unix ouvariações dele.

• SUN, HP, IBM

Valor aproximado: R$ 13.000 a 21.000,00

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Page 59: Hardware - Conteudo Completo

Microcomputador (PC – Computador Pessoal)

• Os computadores de pequeno porte apresentam-se em diversos formatos, tamanhos e com diversas características. Os microcomputadores são computadores pessoais (PC), utilizados em escritórios, salas de aula e nos lares. (CPU - CISC Complexed Instruction escritórios, salas de aula e nos lares. (CPU - CISC Complexed Instruction Set Computing - Computação com conj. complexo de instruções).

•Computadores pessoais da IBM

•Macintosh da Apple

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Page 60: Hardware - Conteudo Completo

Apresentação física:

• Os microcomputadores podem ter várias apresentações físicas,algumas delas são:

• Não portáteis

– Desktops - São os computadores projetados para ficar sobre– Desktops - São os computadores projetados para ficar sobrea mesa, os modelos mais comuns normalmente apresentamo vídeo e teclado separados do gabinete.

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Page 61: Hardware - Conteudo Completo

• Não portáteis (continuação)

– Computador tipo torre - Gabinete de computador projetado para ficar no chão, geralmente perto da mesa. Os gabinetes conhecidos como mini-torre tem um tamanho menor e, portanto, ficam sobre a mesa.portanto, ficam sobre a mesa.

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• Portáteis

– O portátil é um computador pequeno, leve e que pode ser transportadofacilmente, tem tela e teclado incorporados, eliminando a necessidade decabos para conectar esses dispositivos.

– Normalmente são alimentados por baterias recarregáveis, com duração– Normalmente são alimentados por baterias recarregáveis, com duraçãovariada, assim, é possível usá-lo em qualquer local ou hora.

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Page 63: Hardware - Conteudo Completo

Portáteis

Notebook - O notebook pesamentre 2Kg e 3,5 Kg e tem o tamanhode uma pasta para papel. Umnotebook pode executar todas asnotebook pode executar todas asfunções que os computadores demesa.

possuem hoje: Processadores de 2 GHz ou mais, 4 GB RAM, HD 500 GB, DVD/BLU-RAY ROM, monitor 14” , Valor depende da configuração (a partir R$ 1.500,00)

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Portáteis

• Netbook - O Netbook pesa entre 1Kg e 2,7 Kg. Eles têmmenos poder, menos espaço de armazenamento e telasmenores do que os notebooks. Esse tipo de portátil é idealpara quem viaja muito porque pesa pouco.

•é possível transmitir dados, acessar a Internet,

realizar transações bancárias e receber e

enviar e-mails

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Portáteis

• Personal Digital Assistants (PDAs),

• cabem na palma da mão e pesam menos de 0,5 Kg .

• são computadores muito compactos que usam cartões• são computadores muito compactos que usam cartõesde memória flash (32 GB ou mais) para armazenamentodos dados em lugar de um disco rígido. Normalmentenão possuem teclado pois recorrem à tecnologiatouchscreen para input de dados. Os Palmtops sãotipicamente muito pequenos, leves e conseguemtempos de duração de bateria bastante razoáveis (19horas ou mais dependendo da utilização).

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Page 66: Hardware - Conteudo Completo

Portáteis Tablets: iPAD 2

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Preço entre: R$ 1.800,00 e 2.300,00

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Portáteis Tablets: Samsung Galaxy Tab

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Preço entre: R$ 1.000,00 e 1.700,00

Page 68: Hardware - Conteudo Completo

TEA 1 – Seu primeiro contato com computador e o interesse em fazer o curso de ADS – Entrega hoje.

TEA 2 – Novas Tecnologias de computadores portáteis – Manuscrito entrega dia 23/02

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Page 69: Hardware - Conteudo Completo

Arquitetura Computacional de Von NeumannArquitetura Computacional de Von Neumann

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HARDWARE

Em 1946, Jonh von Neumann inicia a construção de uma nova máquina, umcomputador eletrônico de programa armazenado, o IAS (Institute of Advanced

Studies). , que se utilizava dos mesmos princípios descritos no relatório do EDVAC.As principais características do IAS, que permaneceram como arquiteturabásica ao longo do tempo são:

• 4 unidades principais: MEMÓRIA, UC (Unidade de Controle), ULA (UnidadeLógica e Aritmética) e os DISPOSITIVOS E/S – Entrada/Saída (I/O –

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Lógica e Aritmética) e os DISPOSITIVOS E/S – Entrada/Saída (I/O –input/output);

• Possuía memória com 1000 posições, chamadas palavras, cada uma podendoarmazenar um valor com 40 dígitos binários (bits);

• Representação de dados e instruções em formato binário são armazenados namesma memória;

• Possui 21 instruções de 20 bits cada uma, em dois campos, um de 8 bits(código de operação, op-code) e outro com 12 bits (endereço);

• Operações em modo repetitivo, executando um ciclo de instrução em seguidaao outro.

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HARDWARE

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Transformação de Dados em InformaçãoTransformação de Dados em Informação

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HARDWARE

O termo informação não deve ser confundido com os dados. Um gerente deveentender que a informação é o recurso mais importante de uma organização, elarepresenta a inteligência da organizacional. Conhecer os processos detransformação de dados em informação auxilia na administração de um sistemade informação.

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HARDWARE

• Dados – são caracteres, textos, imagens, sons e voz, que expressamum fato isolado e que por si só não representam algo útil, mas podemser usados para formar algum conhecimento.

• Processamento – são os processos de transformação dos dados (ouinformação realimentada) em nova informação. Estes processos sãoformados pelos programas de computador que compõe um software,

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formados pelos programas de computador que compõe um software,

são responsáveis por realizar operações de cálculos, classificação eorganização da informação.

• Armazenamento – é o local onde se guardam dados, informações eprogramas.

• Feedback (realimentação) – Processo de retornar a informação paraentrada com objetivo de gerar novas informações.

• Informação – é o resultado obtido pelo sistema que expressa oconhecimento de uma determinada operação.

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Estrutura da InformaçãoEstrutura da Informação

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HARDWARE

A montagem da informação ocorre pelo processamento dos dados. Os dados por sisó, não representam algum conhecimento. Os programas responsáveis peloprocessamento são instruções intelectualmente organizadas, ou seja, para que sepossa desenvolver um programa de computador não basta só ter o programador euma linguagem de programação, é necessário extrair o conhecimento de umespecialista, no caso da Administração, o conhecimento de um gerenteadministrativo ou um grupo deles.

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Arquitetura Básica de um Sistema ComputacionalArquitetura Básica de um Sistema Computacional

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Arquitetura básica de um sistema computacional

O sistema computacional, consiste de todos os computadores, seus componentes,interfaces, canais de fluxo de dados e periféricos de entradas e saídas.

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HARDWARE

Estrutura

1. Unidade Central de Processamento: controla a operação do computador e desempenha funções de processamento de dados (Processador).2. Memória Principal: armazena dados e instruções.

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2. Memória Principal: armazena dados e instruções.3. E/S: transfere dados entre o computador e o ambiente externo.4. Sistema de Interconexão: mecanismos que estabelecem a comunicação entre a CPU, memória principal e os dispositivos de E/S.

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HARDWARE

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Estrutura - continuação

Dentre os componentes de um computador, a CPU é o que apresenta uma estrutura mais complexa, sendo seus principais componentes:1. Unidade de Controle (UC): controla a operação da CPU e,

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1. Unidade de Controle (UC): controla a operação da CPU e, portanto, do computador.2. Unidade Lógica Aritmética (ULA):realiza todo o processamento de dados, operações lógicas aritméticas.3. Registradores: oferece um tipo de armazenamento interno de dados para a CPU.4. Interconexão da CPU: mecanismo que possibilita a comunicação entre as unidades de controle, a ULA e os registradores.

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HARDWARE

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HARDWARE

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Page 84: Hardware - Conteudo Completo

Representação das InformaçõesRepresentação das Informações

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Qualquer que seja o valor representado pelo computador, ele é representado poruma seqüência de sinais digitais binários: 1 (um) ou 0 (zero). Este é o bit (b),abreviação de binary digit - bit).

Em sua forma primitiva, a estes dois valores já podemos atribuir as seguintesinformações: sim/não, verdadeiro/falso, aberto/fechado, ligado/desligado,cheio/vazio, existe/não existe, pronto/não pronto, enfim o próprio 1/0.

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cheio/vazio, existe/não existe, pronto/não pronto, enfim o próprio 1/0.

Já os caracteres: Letras (a b c A B C), Números (1 2 3), Símbolos ($ & @) epontuação (: ; !), são representados por um conjunto de bits, normalmentechamado de Byte (B). Na atualidade e principalmente na micro computação, oByte representa um conjunto de 8 bits.

http://www.calculadoraonline.com.br/conversao-bases

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Unidades de MedidasUnidades de Medidas

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HARDWARE

O Byte, expressa basicamente a unidade para Armazenamento de Dados.Existem outros múltiplos de byte que são:

KILOBYTE KB 1 Kilobyte = 1.024 bytes

MEGABYTE MB 1 Megabyte = 1.024 KB

GIGABYTE GB 1 Gigabyte = 1.024 MB

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TERABYTE TB 1 Terabyte = 1.024 GB

PETABYTE PB 1 Petabyte = 1.024 TB

EXABYTE EB 1 Exabyte = 1.024 PB

ZETABYTE ZB 1 Zetabyte = 1.024 EB

YOTABYTE YB 1 Yotabyte = 1.024 ZB

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HARDWARE

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O Código ASCIIO Código ASCII

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HARDWARE

A ANSI (American National Standard Institute) desenvolveu o ASCII (AmericanStandard Code for Information Interchange) e que corresponde a uma tabelaque relaciona símbolos com números.

Originalmente esta tabela relacionava 127 símbolos e códigos, masposteriormente passou a relacionar 256 símbolos. Esta alteração está relacionadacom o conceito e extensão de Byte, pois se o CPU tinha capacidade múltipla de

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com o conceito e extensão de Byte, pois se o CPU tinha capacidade múltipla deByte, porque "perder" um bit em cada símbolo que se transacionasse? Foramentão criadas extensões à tabela original, sendo que estas são normalmenteutilizadas para caracteres específicos das linguagens de cada país,nomeadamente letras com acentos e outros símbolos específicos.

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HARDWARE

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Bases Numéricas Binária, Decimal e HexadecimalBases Numéricas Binária, Decimal e Hexadecimal

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HARDWARE

Qualquer que seja o valor representado em computadores, este é representadopor uma seqüência de sinais digitais binários. Na base binária (2) os dígitosrepresentados são 0 e 1.

Se desejarmos representar números superiores a 1 temos que utilizar o mesmoprocedimento que utilizamos por exemplo na base decimal (10), que é a base emque cada dígito pode ter 10 valores diferentes que vão de 0 a 9.

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que cada dígito pode ter 10 valores diferentes que vão de 0 a 9.

A representação dos números, analisada sob o ponto de vista do incremento deuma unidade ao número anterior, segue o princípio de que assim que determinadodígito atinge o seu valor máximo, adiciona-se uma unidade ao dígito seguinte e opróprio dígito volta a zero. O procedimento é o mesmo seja qual for a basenumérica.

Page 94: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

A base hexadecimal (16) é a base em que cada dígito pode ter 16 valoresdiferentes. Uma vez que apenas existem 10 algarismo (0-9) é necessáriorepresentar os outros valores por outros símbolos. Os símbolos escolhidos são asletras A e F, e representam respectivamente os valores de 10 (10) até 15 (10).Logo, os dígitos representados pela base hexadecimal vão de 0 a F. Esta base ébastante importante e utilizada uma vez que o valor máximo de cada dígitocorresponde a 4 dígitos binários completamente preenchidos.

93

corresponde a 4 dígitos binários completamente preenchidos.

Page 95: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

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Page 96: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

CONVERSÃO DE BINÁRIO PARA DECIMAL

BASE 10:PODEMOS CONSIDERAR O NUMERO 23.457 COMO SENDO:(2*104) + (3*103) + (4*102) + (5*101) + (7*100), pois:(2*104) = 2 * 10.000 = 20.000

95

(2*104) = 2 * 10.000 = 20.000(3*103) = 3 * 1.000 = 3.000(4*102) = 4 * 100 = 400(5*101) = 5 * 10 = 50(7*100) = 7 * 1 = 7

======= Total: 23.457

Page 97: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

ENTÃO PARA CONVERTER UM NÚMERO BINÁRIO PARA DECIMAL USAMOS A MESMA TÉCNICA:Por exemplo: Converter o número binário 110101 para decimal

(1*25) + (1*24) + (0*23) + (1*22) + (0*21) + (1*20)(1*25) = 32

96

(1*25) = 32(1*24) = 16 ** isso significa que 53 é o equivalente (0*23) = 0 decimal para o número binário 110101,(1*22) = 4 agora basta procurar na tabela ASCII(0*21) = 0 qual é o caractere correspondente.(1*20) = 1 Neste caso é o: 5

==== Total = 53

Page 98: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

PARA CONVERTER UM NÚMERO DECIMAL PARA BINÁRIO USAMOS A TÉCNICA DA DIVISÃO:Por exemplo: Converter o número decimal 49 para binário:49 209 24 21 04 12 2

97

0 0 6 20 3 2

1 1 21 0

Sentido da leitura do código binário.

Então nesse caso o número decimal 49 equivale ao binário 110001

Page 99: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

TEA 03 – EM SALAQUAL PALAVRA FORMA OS CÓDIGOS BINÁRIOS ABAIXO?

O QUE QUER DIZER O CÓDIGO DECIMAL ABAIXO E QUAL É O SEU CORRESPONDENTE BINÁRIO?

1010101 1101110 1101010 1001001 1110100 1100001 1101100 1101111

98

O SEU CORRESPONDENTE BINÁRIO?

TEA 04 – PRA CASAO QUE QUER DIZER O CÓDIGO DECIMAL ABAIXO E QUAL É O SEU CORRESPONDENTE BINÁRIO?

72 97 114 100 119 97 114 101

65 68 83

Page 100: Hardware - Conteudo Completo

Componentes de um Sistema ComputacionalComponentes de um Sistema Computacional

Page 101: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

CPU (ou processador) – é na CPU onde ocorre todas as operações e controle docomputador.Nos computadores padrão PC IBM os principais fabricantes de processadores são aIntel e AMD.Atualmente, sua tecnologia e principal medida de desempenho está focado nafreqüência de operação (2,0; 2,5; 3,0 e 3,2 GHz), no tamanho do barramento dedados (32 ou 64 bits), e tamanho e número de caches de memória (L1, L2 e L3).Exemplos de processadores: Intel: Celeron, Pentium, Xeon e Core´2 Duo, i3, i5, i7;

100

Exemplos de processadores: Intel: Celeron, Pentium, Xeon e Core´2 Duo, i3, i5, i7;AMD: Sempron, Turion 64 e Athlon 64, Phenon X3 e X4.

Page 102: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Memória principal (ou primária) – esta memória esta diretamente ligado aoprocessador. É por intermédio da memória principal onde os programas sãoexecutados. Possuem dois tipos:

•ROM - Read Only Memory (Memória de Apenas Leitura) – programas e dadosnesta memória são gravados e só podem ser lidos pela CPU. Na ROM sãogravados programas básicos, normalmente necessários para o funcionamento dosdispositivos. O mais comum deles é o BIOS – Basic Input/Output System (Sistema

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dispositivos. O mais comum deles é o BIOS – Basic Input/Output System (Sistemade Entrada/Saída Básico), é responsável pela inicialização do computador.

Page 103: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

•RAM – Random Access Memory (Memória de Acesso Aleatório) – todosos programas podem ser lidos ou escritos nesta memória. Sua capacidade emKByte (Kilo Byte), MByte (Mega Byte) e GByte (Giga Byte)) determina seudesempenho, quanto maior for este tamanho maior o número de programasque podem ser executados em um meio puramente eletrônico.

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Page 104: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Memória de massa (ou secundária) – nesta memória são armazenadosprogramas e dados.Para que o programa possa ser executado, inicialmente ele é lido para a memóriaprincipal (RAM) e depois é executado entre a CPU e a memória principal. Suacapacidade determina a quantidade de programas e dados que podem serarmazenados. Principais meios de armazenamento:

•HD - Hard Disk (Disco Rígido ou Winchester)

103

•HD - Hard Disk (Disco Rígido ou Winchester)•Disquete•Pen drive (ou Flash ROM)•CD R, CD R/W, CD ROM•DVD R, DVD R/W e DVD ROM•Tape streamer (fita magnética)•DAT (Digital Audio Tape)

Page 105: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Armazenamento de Massa

Discos rígidos: Meio de armazenamento magnético, armazena grande

quantidade de dados. Também conhecido como HD

•104

Page 106: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Armazenamento de Massa

CDs, DVDs, Blu-Ray: Meio de armazenamento Ótico, pode armazenar

até 60 GB.

•105

Page 107: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Armazenamento de Massa

Disquetes e Fitas magnéticas (DAT): Meio de armazenamento

magnético, muito usado na década de 90, hoje está em extinsão, foi

trocado pelos cds e pelos pen-drives

•106

Page 108: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Armazenamento de Massa

Memória Flash: meio de armazenamento eletrônico (em uma

memória). Muito difundido a partir do ano 2000.

•107

Page 109: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Interface – normalmente cada dispositivo possui sua forma própria de trabalhoindependente da CPU e para que tais dispositivos possam se comunicar com aCPU é necessário que haja um decodificador. Este decodificador é chamado deinterface. São fáceis de serem vistas nos computadores, pois destas interfaces (oucontroladoras, ou adaptadores) saem os conectores que dão acesso aosdispositivos de Entrada/Saída – E/S. Possuem dois tipos:

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dispositivos de Entrada/Saída – E/S. Possuem dois tipos:

•on-board – fazem parte da placa mãe (main board).•off-board – são placas controladoras que se encaixam na placa mãe, masnão fazem parte dela.

Page 110: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de ProcessamentoPlaca Mãe: onde todos os dispositivos são conectados. Tem a função principal de gerenciar os equipamentos do computador.

•109

Page 111: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Exemplos de algumas interfaces:•Áudio•IDE•Porta de comunicação (COM1)•Porta de impressora (LPT1)•Rede – VIA VT610 Rhine III Fast Ethernet Adapter•Teclado – Microsoft Natural PS/2 Keyboard

110

•Teclado – Microsoft Natural PS/2 Keyboard•USB (Universal Serial Bus)•Video – NVIDIA GeForce4 MX AGP8X

Page 112: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Processamento- Placas de Vídeo: Responsáveis em processar todas as imagens

retirando essa tarefa do processador.

•111

Page 113: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Processamento- Placas de Som: da mesma forma que a placa de vídeo, a placa de

som gerencia a parte de áudio separado do processador.

•112

Page 114: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Processamento- Placas de Rede: Gerencia o fluxo de comunicação com outros

computadores.

•113

Page 115: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Periféricos de Entrada/Saída – E/S (ou Dispositivos de E/S) – são aqueles quepermitem a comunicação do computador com o meio externo. Dos vários tipos deperiféricos, este é principal recurso de comunicação entre o homem e ocomputador. Estão distintos em três categorias:

•Periférico de Entrada: são aqueles que permitem a entrada de dados para ocomputador. Exemplos: teclado, mouse, leitor de código de barra, webcam,

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computador. Exemplos: teclado, mouse, leitor de código de barra, webcam,microfone e scanner.•Periférico de Saída: são aqueles que permitem a saída de dados docomputador. Exemplos: monitor de vídeo, impressora e alto falante.•Periférico de Entrada/Saída: são aqueles que permitem a entrada e saídade dados do computador. Exemplos: monitor touch screen e terminais de E/S.

Page 116: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Entrada

Exemplo:

- Teclado;

- Mouse;

- Microfone;- Microfone;

- Scanner

- Leitores óptico; entre outros

•115

Page 117: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Entrada- Teclado: dispositivo mais comum e mais conhecido de envio de

dados para processamento. Captura letras (A – Z ou a – z), números (0 – 9) e caractere especiais (@, #, $, %, &).

•116

Page 118: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Entrada- Mouse: Dispositivo muito utilizado após o lançamento do ambiente

gráfico. A inserção de dados no sistema corre quando se movimenta o mouse ou quando clicamos em algum ícone.

•117

Page 119: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Entrada- Microfone: Sua função é a de converter os dados sonoros

capturados por ele em dados digitais que o computador consiga processar.

•118

Page 120: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Entrada- Scanner: digitaliza (copia) a imagem e converte para dados digitais

que são processadas pelo computador.

•119

Page 121: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Entrada- Leitores Ópticos: São classificados como uma espécie de scanner,

muito utilizado para fazer leitura de códigos de barra..

•120

Page 122: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Saída

- Monitor: demonstram os resultados em uma tela para visualização

•121

Page 123: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Saída

- Impressora: Demonstram os resultados de processamento em papel.

•122

Page 124: Hardware - Conteudo Completo

Dispositivos de Saída

- Caixa de som: Retornam os resultados de forma audível.

•123

Page 125: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Dispositivos de comunicação – é formado pelos dispositivos eletrônicos que dãosuporte a rede de computadores. Exemplos: hub, switch, roteador e modem.

124

Page 126: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Dispositivos de comunicação

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Page 127: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Dispositivos de comunicação – Roteadores

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Page 128: Hardware - Conteudo Completo

MemóriasMemórias

Page 129: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

O processador não tem uma área interna de armazenamento de dados muitogrande, por isso, os dados que ele processa deve ficar em uma área própria paraisso. A essa área damos o nome de memória.

A memória é um dispositivo organizado (pois sem essa organização, como oprocessador poderia achar os dados necessários para o processamento) edividido sistematicamente em pequenas áreas chamadas endereços.

128

Dizer que uma memória tem 1MB (Mega Byte) significa dizer que ela tem 1M deendereços que armazenam 1 byte cada. Como 1 M = 220 = 1.048.576, teremosesta quantidade de endereços para guardar um dado de 8 bits em cada um.

Por motivos históricos e, principalmente, de retro compatibilidade com os primeirosmicrocomputadores, a unidade usada para se referir à memória continua sendo obyte, ainda que os processadores atualmente acessem a memória a 32 ou 64 bitspor vez.

Page 130: Hardware - Conteudo Completo

Classificação das MemóriasClassificação das Memórias

Page 131: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

1 – Acesso:

•O “Tempo de Acesso” de uma memória é o tempo necessário desde a entrada de um endereço até o momento em que a informação apareça na saída.

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•Temos duas maneiras diferentes de acesso:

� Acesso sequencial: passam por todas as localidades de endereço intermediárias. Ex: Fitas magnéticas.� Acesso aleatório: permitem que se chegue diretamente até o endereço. Ex: Memória RAM

Page 132: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

2 – Volatilidade:

•Voláteis: são aquelas que, ao ser cortada a alimentação,perdem as informações armazenadas. Ex: Memória RAM.

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•Não-voláteis: são aquelas que mesmo sem alimentação,continuam com as informações armazenadas. Ex: Memórias magnéticas e as eletrônicas: ROM, EPROM.

Page 133: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

3 – Troca de Dados:

•Escrita / Leitura: permitem acesso para armazenar e ler umainformação desejada. Ex: Memórias RAM.

132

•Leitura: a informação é fixa, só podendo efetuar-ser a leitura.Ex: Memórias ROM (Read-Only Memory).

Page 134: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

4 – Tipos de Armazenamento:

•Estáticas: uma vez inserido o dado numa dada localidade, este lá permanece.

133

•Dinâmicas: necessitamos inserir a informação de tempos em tempos, pois de acordo com as características de seus elementos internos, perdem essas informações após um determinado tempo.

Page 135: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Função Uso Encapsulamento Tecnologia Acesso

Principal RAM DIP RAM

SIPP SRAM

SIMM DRAM

DIMM EDO

RIMM SDRAM DDR

DDR2

ROM Mask ROM

PROM

EPROM

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EPROM

EEROM

EAROM

Flash ROM

Auxiliar HD

Disquetes

CD-ROM/DVD

Pen Drive

Fita Magnética

Cache Cachê em Disco

Cachê em Memória Flash RAM L1

L2

Virtual Disco Virtual

Memória Virtual

Page 136: Hardware - Conteudo Completo

ROMROM

Page 137: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

ROM (Read Only Memory – Memória Somente de Leitura)

A memória ROM é uma memória que só permite a sua leitura, é nela que estácontida as rotinas que os computadores fazem, sempre que são inicializados.

O acesso do processador a memória RAM ou a ROM, é indiferente (acontece da

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O acesso do processador a memória RAM ou a ROM, é indiferente (acontece damesma forma). O que diferencia é que a RAM permite escrita em seus endereços,sobrepondo os dados lá armazenados anteriormente; a ROM não aceita esse tipode atividade, mesmo que o processador mande os dados para o seu endereço.

Um programa, quando armazenado em ROM, recebe o nome de firmware. Aidéia do firmware é ser um programa inalterável a ser executado sempre.

Page 138: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Dentro da memória ROM do micro, há basicamente três programas (firmware):

BIOS (Basic Input/Output System – Sistema Básico de Entrada e Saída):“Ensina” o processador a trabalhar com os periféricos mais básicos do sistema,tais como os circuitos de apoio, unidade de disquetes e o vídeo em modo texto.

Toda motherboard contém chips de memória EPROM (Erased Programable Read

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Toda motherboard contém chips de memória EPROM (Erased Programable ReadOnly Memory) que chamamos de BIOS, de 256 KB ou 512 KB. Este tipo dememória é o que chamamos "não voláteis", isto é, desligando o computadornão há a perda das informações (programas) nela contida. A DRAM e a SRAMperdem completamente seus dados ao desligarmos ou resetarmos o micro.

Page 139: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

IMAGEM DO BIOS

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Page 140: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Como já deu para perceber os programas iniciais contidos na BIOS não podemser atualizados por vias normais pois a mesma é gravada uma só vez.Atualmente algumas motherboards já utilizam chips de memória comtecnologia flash, ou seja, memórias que podem ser regravadas facilmente enão perdem seus dados quando o computador é desligado. Isso é interessantena atualização das BIOS via softwares.

139

As BIOS mais conhecidas: AMI, Award e Phoenix. 50% dos micros utilizam BIOSAMI.

Page 141: Hardware - Conteudo Completo

TIPOS DE MEMÓRIA ROMTIPOS DE MEMÓRIA ROM

Page 142: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Tipos de ROM

• ROM Read Only Memory– programada na fábrica através da metalização nos pontosde interconexão dos diodos

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• Mask-ROM: Memória que já vem com os circuitos gravados de fábrica, e não há como apagarmos ou alterarmos os seus dados.

Page 143: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARETipos de ROM (continuação)

PROM User-Programmable ROM– programada pelo usuário (alta corrente) através da queima de fusível (desliga diodo); Esta memória é vendida “virgem”, e o fabricante do dispositivo que utilizará esse circuito se encarrega de gravar o seu

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que utilizará esse circuito se encarrega de gravar o seu conteúdo, mas uma vez gravada, o seu conteúdo não pode mais ser alterado.

• EPROM (Erasable Programmable ROM)– programada eletronicamente; a diferença para com a PROM e a Mask-ROM, é que o seu conteúdo pode ser apagado exposição a luz ultra violeta apaga o conteúdo

Page 144: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Tipos de ROM (continuação)

• EEPROM (Eletric Erasable Programmable ROM):– apagada e escrita eletronicamente, byte a byte. A regravação do seu conteúdo é feito através de sinais elétricos, o que permite

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do seu conteúdo é feito através de sinais elétricos, o que permite a reprogramação do circuito sem remove-lo.

• FLASH Flash– apagada eletronicamente todo o conteúdo de uma vez. Tem as mesmas características da EEPROM, só que utiliza baixas tensões para apagar os seus circuitos.

Page 145: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Memória CMOS (Complementary Metal-Oxide Semicondutor)

É uma tecnologia de circuitos integrados de baixíssimo consumode energia, onde ficam armazenadas as informações dosistema (setup) e são modificados pelos programas da BIOSacessados no momento do BOOT. Estes dados são

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acessados no momento do BOOT. Estes dados sãonecessários somente na montagem do microcomputadorrefletindo sua configuração (tipo de winchester, números e tipode drives, data e hora, configurações gerais, velocidade dememória, etc.) permanecendo armazenados na CMOS emantidos através da bateria interna.

Page 146: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Muitos desses ítens estão diretamente relacionados com oprocessador e seu chipset e, portanto, é recomendável usar odefault sugerido pelo fabricante da BIOS. Mudanças nessesparâmetros pode ocasionar o travamento da máquina,intermitência na operação, mal funcionamento dos drives e atéperda de dados do HD.

145

Qualquer modificação deve ser feita somente se o usuárioconhece realmente o significado dos termos ou então por umtécnico especializado.

Quando a placa começa a perder a configuraçãofrequentemente, devemos trocar a bateria interna que seencontra na placa mãe.

Page 147: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

POST (Power On Self Test – Auto Teste ao Ligar): Um autoteste feito sempre que ligamos o micro. Você já deve terreparado que, ao ligar o micro, há um teste de memória feitopelo POST. O POST executa as seguintes rotinas, sempre queo micro é ligado:

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• Identifica a configuração instalada.• Inicializa todos os circuitos periféricos de apoio (chipset) da

placa-mãe.• Inicializa o vídeo.• Testa a memória.• Testa o teclado.• Carrega o sistema operacional para a memória.• Entrega o controle do processador ao sistema operacional.

Page 148: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

TELA DO POST

147

Page 149: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

SETUP (Configuração): Programa de configuração de hardware docomputador; normalmente chamamos este programa apertando um conjuntode teclas durante o POST (geralmente basta apertar a tecla DEL durante acontagem de memória; esse procedimento, Contudo, pode variar de acordocom o fabricante).

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Page 150: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

SETUP ATUAL – MODELO 1

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HARDWARE

SETUP ATUAL – MODELO 2

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Page 152: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

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EAPROMPROM

Page 153: Hardware - Conteudo Completo

CHIPSETCHIPSET

Page 154: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Denomina-se chipset os circuitos de apoio ao computador que gerenciampraticamente todo o funcionamento da placa-mãe (controle de memória cache,DRAM, controle do buffer de dados, interface com a CPU, etc.). É responsávelpelas informações necessárias ao reconhecimento de hardware (armazenadasna sua memória ROM). Estes são chips VLSI (altíssima integração doscomponentes) permitindo uma redução substancial do tamanho das placas.Nos micros resumem-se a 3 unidade;

153

1. Controlador da CPU/CACHE/DRAM2. Gerenciador de dados3. Controlador de periféricos

Devido à complexidade das motherboards atuais, da sofisticação dos sistemasoperacionais e do crescente aumento do clock (chegando a mais de 2 GHz emchips CISC), o chipset é, com certeza, o conjunto de CI’s (circuitos integrados)mais importantes do microcomputador. Fazendo uma analogia com umaorquestra, enquanto o processador é o maestro, o chipset seria o resto!

Page 155: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

CHIPSET

Conjuntos de circuitos de apoio aoprocessador, que gerenciapraticamente todo o funcionamentoda placa mãe. É responsável pelas

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informações necessárias aoreconhecimento de hardware(armazenadas na sua memóriaROM).

Page 156: Hardware - Conteudo Completo

RAMRAM

Page 157: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

RAM (Random Access Memory – Memória de AcessoAleatório)

A RAM é um tipo de memória de escrita e leitura de acessoaleatório. Na memória é que o processador irá buscarprogramas e armazenar os dados. Quando usamos umprocessador de textos, por exemplo, o programa do

156

processador de textos, por exemplo, o programa doprocessador de textos está neste momento sendo manipuladopelo processador na memória.

A memória RAM é volátil. Na ausência de alimentação elétrica,todos os dados que nela estavam armazenados são perdidos.Por esse motivos sistemas de memória de massa (memóriasecundária) são importantes (disco rígido, disquetes) paraarmazenamento de dados.

Page 158: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Características da RAM

• Volatilidade– RAMs perdem seu conteúdo quando alimentação é removida– NVRAM = RAM + bateria

• SRAM (Static RAM)

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• SRAM (Static RAM)–Memória comporta-se com trocas estados Síncrono e Assíncrono

• DRAM (Dynamic Memory)– Conteúdo da memória mantem-se por apenas alguns milisegundos– É preciso “refrescar” posições através de leitura ou escrita

Page 159: Hardware - Conteudo Completo

Tipos de EncapsulamentoTipos de Encapsulamento

Page 160: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Módulos de Memória (Pente de Memória).

Os módulos de memória são plaquetinhas onde os circuitosintegrados já vem soldados, bastando ao usuário, somenteencaixar esses módulos de memória na placa-mãe do micro.

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Histórico de encapsulamentos

A seguir, são mostrados os tipos de encapsulamento dememórias mais usados nos PC’s:

Page 161: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

DIP (Dual In Line Package) - esse é um tipo de encapsulamentode memória antigo e que foi utilizado em computadores XT e286, principalmente como módulos EPROM (que eramsoldados na placa). Também foi muito utilizado em dispositivoscom circuitos menos sofisticados;

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•Memória com encapsulamento DIP

Page 162: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Módulos SIPP (Single In Line Pin Package) - Esse tipoencapsulamento é uma espécie de evolução do DIP. Aprincipal diferença é que esse tipo de memória possui, naverdade, um conjunto de chips DIP que formavam uma placade memória (mais conhecida como pente de memória). Essefoi o primeiro tipo de módulo de memória criado e sua

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foi o primeiro tipo de módulo de memória criado e suaaparência lembrava um pente, daí o apelido “pente dememória”. Seus terminais eram parecidos com os utilizadospelos circuitos integrados, o que causava mau contato,permitia que terminais dobrassem ou partissem e ainda nãoimpediam que o usuário encaixasse o módulo invertido nosoquete. Esses módulos eram encontrados em versões de256KB, 1 MB e 4MB e eram de 8 bits. O padrão SIPP foiaplicado em placas-mãe de processadores 286 e 386;

Page 163: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

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•Módulos SIPP (Single In Line Pin Package)

Page 164: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Módulos SIMM (Single In Line Memory Module) - O encapsulamento SIMM éuma evolução do padrão SIPP. Foi o primeiro tipo a usar um slot (um tipo deconector de encaixe) para sua conexão à placa-mãe. Existiram pentes nopadrão SIMM com capacidade de armazenamento de 1 MB a 16 MB. Este tipofoi muito usado nas plataformas 386 e 486 (primeiros modelos).

163

Page 165: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Módulo SIMM – 30 (Single In Line Memory Module – 30 Terminais) - Essemódulo é basicamente um SIPP com um novo sistema de encaixe. Essesistema não permite que o módulo seja encaixado invertido, e como os seusterminais não são pinos, não há problemas de terminais quebrados oudobrado. São encontrados na mesma versão do SIPP. Utiliza um bit deparidade.

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Módulo SIMM – 72 (Single In Line Memory Module – 72 Terminais) - Essemódulos são módulos SIMM de 32 bits criados para serem usados em microsequipados com processadores 486, Pentium e superiores. São encontradosem diversas capacidades sendo as mais usuais 4 MB, 8 MB, 16 MB, 32 MB.

Page 166: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Módulos DIMM (Double In Line Memory Module) - Esse é o padrão deencapsulamento que surgiu após o tipo SIMM. Muito utilizado em placas-mãede processadores Pentium II, Pentium III e em alguns modelos de Pentium 4 (eprocessadores equivalentes de empresas concorrentes). Os módulos DIMMnormalmente tem 168 terminais (pinos) e são de 64 bits. Os pentes dememória DIMM empregam um recurso chamado ECC (Error Checking andCorrection - detecção e correção de erros) e tem capacidades mais altas que opadrão anterior: de 16 a 512 MB. As memórias do tipo SDRAM utilizam o

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padrão anterior: de 16 a 512 MB. As memórias do tipo SDRAM utilizam oencapsulamento DIMM.

Page 167: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Módulos RIMM (RAMBUS In Line Memory Module) - O padrão deencapsulamento RIMM de 184 vias (figura A). Este tipo de módulo pode teruma chapa metálica cobrindo seus chips. Esses módulos têm tamanho similarao dos módulos DIMM/168, cerca de 13 centímetros. Entretanto não existerisco de conexão em um soquete errado, já que as duas fendas existentes doconector só se ajustam aos soquetes apropriados.

166

Também bastante parecidos são os módulos DIMM/184, utilizados pelas memóriasDDR SDRAM. A medida é similar à dos módulos DIMM/168 e RIMM/184, masesses módulos também possuem um chanfro característico que impede o seuencaixe em um soquete errado.

Page 168: Hardware - Conteudo Completo

Tipos de TecnologiaTipos de Tecnologia

Page 169: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Existem 2 tipos de memória RAM: estáticas e dinâmicas e as veremos a seguir:

• DRAM (Dynamic Random Access Memory): são as memórias do tipodinâmico e geralmente são armazenadas em cápsulas CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor). Memória desse tipo possuemcapacidade alta, isto é, podem comportar grandes quantidades de dados. No

168

capacidade alta, isto é, podem comportar grandes quantidades de dados. Noentanto, o acesso a essas informações costuma ser mais lento que o acesso àmemórias estáticas. As memórias do tipo DRAM costumam ter preços bemmenores que as memórias do tipo estático. Isso ocorre porque suaestruturação é menos complexa, ou seja, utiliza uma tecnologia mais simples,porém viável;

Page 170: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

• SRAM (Static Random Access Memory): são memórias do tipo estático. Sãomuito mais rápidas que as memórias DRAM, porém armazenam menos dadose possuem preço elevado se compararmos o custo por MB. As memória SRAMcostumam ser usadas em chips de cache.

• EDO é a sigla para (Extended Data Out). Trata-se de um tipo de memória quechegou ao mercado no início de 1997 e que possui como característica

169

chegou ao mercado no início de 1997 e que possui como característicaessencial a capacidade de permitir ao processador acessar um endereço damemória ao mesmo tempo em que esta ainda estava fornecendo dados deuma solicitação anterior. Esse método permite um aumento considerável nodesempenho da memória RAM.

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HARDWARE

• RDRAM - Dois novos tipos de memória passaram a ser comuns a partir de2001. São as memórias RAMBUS (RDRAM) e as memórias DDR SDRAM.Memórias RAMBUS usam o o encapsulamento RIMM.

• SDRAM - À medida em que a velocidade dos processadores aumenta, énecessário aumentar também o desempenho da memória RAM docomputador, mas isso não é tão simples. Um solução foi a criação do cache,um tipo de memória SRAM com capacidade de algumas centenas de KB que

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um tipo de memória SRAM com capacidade de algumas centenas de KB quefunciona como uma espécie de intermediária entre a memória RAM e oprocessador. Porém, apenas isso não é suficiente.

Na busca de uma memória mais rápida, a indústria colocou no mercado amemória SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), umtipo de memória que permite a leitura ou o armazenamento de dois dados porvez (ao invés de um por vez, como na tecnologia anterior). Além disso, amemória SDRAM opera em freqüências mais altas, variando de 66 MHz a 133MHz. A memória SDRAM utiliza o encapsulamento DIMM, a ser visto no tópicoseguinte.

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Tipos de Acesso à Memória RAMTipos de Acesso à Memória RAM

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HARDWARE

Memória DDR

As memórias DDR (Double Data Rating) estão cada vez mais presentes noscomputadores e são consideradas as substitutas naturais das popularesmemórias SDRAM. Isso se deve a vários fatores, entre eles, a rapidez destenovo tipo de memória.

Como surgiu a memória DDR

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Como surgiu a memória DDR

Dual DDRDDR

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Na época em que o Pentium III, da Intel, era o processador mais usado, avelocidade padrão do FSB (Front Side Bus - velocidade externa doprocessador, ou seja, a velocidade na qual o processador se comunica coma memória e componentes da placa-mãe) era de 133 MHz, equivalente a1.064 MB por segundo. No entanto, sabe-se que no geral, o chipset da placa-mãe não usa a freqüência de FSB para se comunicar com a memória, massim a velocidade desta. Nessa época, o padrão para velocidade dasmemórias era 133 MHz (as conhecidas memórias SDRAM PC133), que

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memórias era 133 MHz (as conhecidas memórias SDRAM PC133), quetambém fornecia uma taxa de velocidade de 1.064 MB por segundo. Com isso,é possível notar que havia um equilíbrio na velocidade de comunicação entreos componentes do computador.

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HARDWARE

No entanto, com o lançamento da linha Pentium 4, da Intel, Duron e Athlon daAMD, esse "equilíbrio" deixou de existir, pois o FSB dos processadorespassou a ter mais velocidade enquanto que as memórias continuavam nopadrão PC133, mantendo a velocidade em 133 MHz. Isso significa que ocomputador não conseguia aproveitar todos os recursos de processamento.Para usuários do Pentium 4 até havia uma alternativa: utilizar as memórias dotipo Rambus (ou RDRAM). Esse tipo era mais rápido que as PC133, mas tinhaalgumas desvantagens: só funcionava com processadores da Intel, tinha preço

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algumas desvantagens: só funcionava com processadores da Intel, tinha preçomuito elevado e as placas-mãe que suportavam as memórias Rambus tambémera muito caras.

Neste mesmo período, as memórias DDR já haviam sido lançadas, mas a Inteltentava de todas as maneiras popularizar as memórias Rambus, ofuscando aexistência do padrão DDR. A AMD, que até então tinha que se contentar comos limites da memória SDRAM, precisava de uma alternativa eficiente dememória que pudesse trabalhar integralmente com seus processadores. Acompanhia acabou apostando nas memórias DDR e a partir daí, o uso dasmesmas foi considerado extremamente viável.

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HARDWARE

O simples lançamento das memórias DDR não foi uma solução imediata para osproblemas de velocidade das memórias e do FSB. Somente com o lançamentodas memórias Dual DDR é que a solução se tornou comprovadamente eficaz.

As memórias DDR funcionam de maneira parecida às memórias SDRAM. Seuspentes (ou módulos) possuem 184 pinos, 16 há mais que as memóriastradicionais, que possuem 168. Fisicamente, há apenas uma divisão noencaixe do pente, enquanto que na memória SDRAM há dois. Um detalhe

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interessante é que a voltagem das DDR é 2.5v, contra 3.3v das SDRAM. Issodiminui o consumo de energia e gera menos calor. Para um PC normal issopode até não fazer muita diferença, mas faz em um notebook, por exemplo.Além disso, a redução da voltagem deixa a memória mais propícia aosoverclocks.

Mas, o grande diferencial das memórias DDR está no fato de que elas podemrealizar o dobro de operações por ciclo de clock (em poucas palavras, avelocidade em que o processador solicita operações. Assim, uma memóriaDDR de 266 MHz trabalha, na verdade, com 133 MHz. Como ela realiza duasoperações por vez, é como se trabalhasse a 266 MHz.

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HARDWARE

Como já dito antes, as memórias DDR são muito parecidas com as memóriasSDRAM. Veja o porquê: os pentes de memórias SDRAM e DDR são divididoslogicamente em bancos, onde cada um contém uma determinada quantidadede endereços de memória disponíveis. Cada banco, por sua vez, se divideem combinações de linhas e colunas. Acessando uma linha e coluna de umbanco é que se acessa um endereço de memória. Dentro de cada banco,somente uma linha pode estar sendo usada por vez, mas é possível que hajamais de um acesso simultâneo, desde que seja a endereços diferentes. É

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mais de um acesso simultâneo, desde que seja a endereços diferentes. Éisso que a memória DDR faz: basicamente acessa duas linhas, em vez deuma, não sendo preciso mudar a estrutura da memória. Basta fazer algunsajustes em circuitos e claro, criar chipsets que possuam controladores dememória que consigam fazer acessos desse tipo.

Um fato importante a citar é que é possível acessar mais de 2 endereços dememória, mas isso gera custos bem maiores. Além disso, quanto maior aquantidade de dados transferidos, maior o nível de ruído eletromagnético.

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HARDWARE

Algo que também é importante frisar é que as memórias SDRAM indicavam seutipo informando a velocidade de seu funcionamento. Há uma nomenclatura nasmemórias DDR em que isso não ocorre. Observe o exemplo: numa memóriaSDRAM PC133, o número "133" significa que a memória trabalha a 133 MHz.Quando você encontra uma memória DDR PC1600 não significa que elatrabalha a 1600 MHz.

Esse valor indica a taxa de transferência de MB por segundo. A tabela abaixo

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Esse valor indica a taxa de transferência de MB por segundo. A tabela abaixomostra mais detalhes sobre isso:

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HARDWARE

Dual DDR

As memórias do tipo Dual DDR funcionam baseadas na seguinte idéia: em vez deutilizar uma única controladora para acessar todos os slots de memória daplaca-mãe, por que não usar duas controladoras ao mesmo tempo? Essa é aprincipal diferença do esquema Dual DDR. As memórias atuais seguem opadrão de 64 bits e são alocadas em bancos. Usando duas controladorassimultaneamente, o acesso passa a ser de 128 bits. Para isso é necessário

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simultaneamente, o acesso passa a ser de 128 bits. Para isso é necessáriousar dois pentes de memória idênticos no computador. Essa igualdade deveocorrer, inclusive com a marca, para evitar instabilidades.

Para entender melhor, imagine que você use dois pentes de 256 MB de memóriaRAM DDR333 em seu computador. O computador trabalhará com elas comosendo um conjunto de 512 MB com barramento de 64 bits (ou seja, 2.700 MBpor segundo). Essa configuração funcionando no esquema Dual DDR fará comque o barramento passe a ser de 128 bits, aumentando a velocidade para5.400 MB por segundo!

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HARDWARE

Para trabalhar com Dual DDR não basta colocar dois pentes de memória idênticosno computador. É necessário que sua placa-mãe tenha esse recurso. Alémdisso, o esquema Dual DDR só se torna realmente eficiente se utilizado comprocessadores Pentium IV, Athlon XP ou superiores.

Mesmo que sua placa-mãe suporte esse recurso, uma dica interessante é comprarum kit para Dual DDR. Esse kit contém dois pentes de memória DDRexatamente iguais, próprios para funcionar como Dual. Se você comprar dois

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exatamente iguais, próprios para funcionar como Dual. Se você comprar doispentes de memória DDR iguais, mas que venham separadas, o funcionamentopode ser normal, mas as chances de instabilidade aumentam. Isso ocorreprincipalmente com o padrão DDR400.

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HARDWARE

Memória Velocidade

SDRAM PC100 800 MB/s

SDRAM PC133 1.064 MB/s

DDR200 ou PC1600 1.600 MB/s

DDR266 ou PC2100 2.100 MB/s

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DDR266 ou PC2100 2.100 MB/s

DDR333 ou PC2700 2.700 MB/s

DDR400 ou PC3200 3.200 MB/s

Dual DDR226 4.200 MB/s

Dual DDR333 5.400 MB/s

Dual DDR400 6.400 MB/s

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HARDWARE

SRAM

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SRAM

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OS TRÊS TIPOS MAIS POPULARES DE MEMÓRIAS

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OS TRÊS TIPOS MAIS POPULARES DE MEMÓRIAS

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DDRA memória DDR é o padrão que substituiu as tradicionais memórias SDR SDRAM (maisconhecidas como "memórias SDRAM" ou, ainda, como "memórias DIMM"), sendo muitobem recebida pelo mercado, especialmente no segmento de computadores pessoais

Memória DDR PC

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Memória DDR Laptop

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DDR2Como o próprio nome sugere, a memória DDR2 é uma evolução da memória DDR.Entre suas principais características estão o consumo menor de energia elétrica emaiores taxas de velocidade.

Memória DDR2 PC

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Memória DDR2 Laptop

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DDR3As memórias chegaram ao mercado para substituir o padrão DDR2, tal como este substituiu o tipo DDR. A motivação dessa mudança é, como sempre, a necessidade de melhor desempenho. As memórias DDR se destacam em relação ao padrão anterior -memórias SDR SDRAM - porque são capazes de realizar duas operações de leitura ou escrita por ciclo de clock.

Memória DDR3 PC

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•Memória DDR3 Laptop

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• Diferenças notáveis entre DDR, DDR2 e DDR3.

•186

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Corte das Memórias

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DDR4O padrão de memórias DD3 aos poucos começa a se tornar uma realidade

para a nova geração de computadores, mas a indústria já está pensando emum novo formato para os próximos anos. Começam a circular na internetrumores e informações sobre as memórias DDR4.

O assunto foi um dos destaques durante a conferência MemCon, realizadaem Tóquio. As informações afirmam que os primeiros modelos devem chegarao mercado em dois anos, na metade de 2012. A expectativa é que as DDR4

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ao mercado em dois anos, na metade de 2012. A expectativa é que as DDR4se tornem padrão até 2015.

Em relação aos atuais modelos, as DDR4 terão clocks oscilando entre 1600MHz e 4266 MHz. A tensão padrão será de 1,2 V, havendo ainda versões debaixo consumo operando entre 1,5 V e 1,1 V.

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TEA 7

Barramentos – Conceito e Funcionalidade

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Barramentos – Conceito e Funcionalidade

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Conceito de ParidadeConceito de Paridade

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HARDWARE

Bit de Paridade

É um bit que serve para a detecção de erro. Esse bit é gerado para que osnúmeros de bits “1” transmitido seja sempre par.

Para mantermos a integridade dos dados na memória, evitando que defeitos nestaprejudiquem o funcionamento do sistema, o chipset gera um bit de paridade

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prejudiquem o funcionamento do sistema, o chipset gera um bit de paridadepara cada byte de dado escrito na memória (baseado no número de bits devalor 1).

A lógica de teste da paridade gera o bit de paridade conforme o byte armazenadono chip de memória fazendo a comparação deste bit posteriormente quando forlido qualquer byte da memória. Caso seja detectado um erro, o sistema travarágerando uma NMI (interrupção sem possibilidade de uso do equipamento).Veja tabela de exemplos:

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HARDWARE

Byte Bit de paridade

00001111 0

00000111 1

01010101 0

10101100 0

11010101 1

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Na maioria das BIOS temos uma opção que habilita/desabilita esse teste deparidade. Sempre devemos deixá-lo habilitado!

11010101 1

00110100 1

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Tempo de Espera do ProcessadorTempo de Espera do Processador

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• Wait States (estado de espera)

• é o tempo que o processador tem que esperar para que a memóriaesteja pronta para entregar ou armazenar dados. Isso aconteceporque as memórias são mais lentas do que o processador.

• É também tempo necessário para que uma operação de E/S seja • É também tempo necessário para que uma operação de E/S seja executada.

• Desta forma, enquanto um determinado programa espera por processos de E/S, outro(s) programa(s) podem obter a atenção do processador, melhorando a eficiência total do computador.

• Assim a memória e o tempo de processamento podem ser divididos para acomodar um número maior de programas que utilizam o processador.

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• Por Exemplo: Um programa que é responsável por exibir uma sequência de caracteres (uma string por exemplo) no vídeo, deve esperar até que o monitor de vídeo tenha exibido um caracter, enquanto isto o programa fica em tempo de espera para que possa enviar o próximo caracter.

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Memória CacheMemória Cache

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HARDWAREMemória Cache

A memória CACHE é um tipo de memória RAM, porém mais rápidoe mais caro. Serve para acelerar o processamento. A CACHEreduz sensivelmente a velocidade de acesso médio a memóriaprincipal armazenando as mais requisitadas instruções e dados.Exemplo biblioteca.

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Exemplo biblioteca.

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HARDWAREMemória Cache

• Praticamente todas as placas possuem um cache memory. Nosprocessadores i3, i5 e i7 este cache pode chegar até 8 MB.

Podemos ver alguns fatos importantes sobre o armazenamentoem cache:

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em cache:- a tecnologia de cache é o uso de uma memória mais rápida,porém menor, para acelerar uma mais lenta, porém maior;- ao usarmos um cache, precisamos verificá-lo para ver se umdeterminado item está lá. Em caso afirmativo, essa ação édenominada acerto de cache (cache hit). Em caso negativo,denomina-se erro de cache (cache miss)e o computador precisaesperar o tempo de ida e volta à memória maior e mais lenta;

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HARDWAREMemória Cache

Por que não fazer toda a memória do computador funcionar namesma velocidade do cache L1 para que nenhumarmazenamento em cache seja necessário?

Isso funcionaria, mas seria caríssimo.

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Isso funcionaria, mas seria caríssimo.

A idéia do armazenamento em cache é usar uma pequenaquantidade de memória de alto custo para acelerar uma grandequantidade de memória mais lenta e de menor custo.

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HARDWARE

NÍVEIS DE CACHE

Cache L1 – Processador

Pequena quantidade de memória criada dentro do processador

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Pequena quantidade de memória criada dentro do processadorque consegue processar as informações na mesma velocidade doprocessador.

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HARDWARE

NÍVEIS DE CACHE

Cache L2 – Motherboard (Placa-mãe)

O cache L2 é um conjunto de chips de acesso rápido instalados naplaca mãe, ou seja, externo ao processador. A memória principal docomputador denominada DRAM é bem mais lenta que a memória cache

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computador denominada DRAM é bem mais lenta que a memória cachesecundária SRAM (Static Random Access Memory), que tem tempos deacesso de até 10 nanosegundos.

Assim o cache reduz sensivelmente a velocidade de acesso médio amemória principal armazenando as mais requisitadas instruções edados. A efetividade do cache está relacionada com o seu tamanho,largura do byte, algorítimo de substituição de dados, esquema demapeamento e do tipo do programa em execução.

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HARDWAREMemória Cache

• é possível ter múltiplas camadas de cache.

- Em nosso exemplo do bibliotecário, a memória menor, porémmais rápida é a mochila (nível 1), e as estantes representam amemória maior, porém um pouco mais lenta (RAM).

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memória maior, porém um pouco mais lenta (RAM).

- Esse é um cache de apenas um nível. Pode haver outra camadade cache composta de uma prateleira capaz de acomodar 100livros atrás do balcão. O bibliotecário pode verificar a mochila(nível 1), depois a prateleira (nível 2) e, por fim, as estantes(RAM). Isso seria um cache de dois níveis.

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HARDWARE

NÍVEIS DE CACHE

Cache L3 - Motherboard

Em alguns casos existem processadores com 2 níveis de cache,

203

Em alguns casos existem processadores com 2 níveis de cache,então a cache da motherboard passa a ser a Cache L3

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HARDWARE

Não é à toa que a tecnologia de cache está presente tanto emwinchesters, processadores e em muitas outras placas. Nosprocessadores, encontramos a memória cache primária (level1 cache), com 2 MB de dados nos Dual Core, 4 MB de dadosnos Quad-Core e 8 MB nos chips com tecnologia i3, i5 3 i7.

204

A construção das memórias cache segue princípios deconstrução totalmente diferentes das memórias comuns. Utilizamelementos lógicos compostos basicamente de transistores.

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HARDWARE

Resumindo tudo, o cache trabalha na velocidade doprocessador enquanto a memória DRAM depende da inclusãode wait states (estados de espera do processador) paradisponibilizar o dado devido a sua lentidão.

A memória SRAM pode se apresentar de três formas: soldada na

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A memória SRAM pode se apresentar de três formas: soldada naprópria placa-mãe, na forma de pente para ser encaixado em umslot especial (possibilitando a expansão dessa memória com atroca do módulo), ou apresentando essas duas configuraçõessimultaneamente.

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HARDWARE

A tecnologia Pipeline Burst Cache usada em alguns modelos decache tenta minimizar os estados de espera para que amemória possa ser acessada o mais rápido possível pelomicroprocessador.

São usadas as técnicas denominadas:

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São usadas as técnicas denominadas:

- burst mode, que automaticamente alcança o próximoconteúdo da memória antes de ser requisitado (épraticamente a mesma técnica usada em caches de disco), e

- pipelining, para que um valor de memória seja acessado nocache ao mesmo tempo em que outro valor de memória éacessado na memória DRAM.

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BarramentosBarramentos

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HARDWARE

Padrões de barramento das motherboards

Padrão ISA - Industry Standard Architecture

Os dados são transmitidos em 8 ou 16 bits dependendo do tipode placa adaptadora que está sendo utilizada.

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Normalmente este barramento opera a 8 MHz e apesar de ser omais utilizado padrão de barramento de expansão, suas origensremontam o PC XT com processador 8086/8 e atualmente é umalimitação dos mais recentes programas, especialmente emmultimídia, servidores de rede, CAD/CAM.Daí a necessidade do desenvolvimento de novos projetos debarramento. Apesar disso, este padrão ainda é viável para aconexão de placas de áudio, modems e outros dispositivos quenão demandam grandes pré-requisitos de desempenho.

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HARDWARE

Padrão ISA - Industry Standard Architecture

Na época do surgimento do processador 286, o barramento ISAganhou uma versão capaz de trabalhar com 16 bits. Dispositivosanteriores que trabalhavam com 8 bits funcionavam normalmenteem slots com o padrão de 16 bits, mas o contrário não era

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em slots com o padrão de 16 bits, mas o contrário não erapossível, isto é, de dispositivos ISA de 16 bits trabalharem comslots de 8 bits, mesmo porque os encaixes ISA de 16 bits tinhamuma extensão que os tornavam maiores que os de 8 bits,conforme indica a imagem do próximo slide:

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HARDWARE

Padrão ISA - Industry Standard Architecture

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HARDWARE

Padrão EISA (Extended Industry Standard Architecture)

• Slots de 32 bits, é uma modificação do ISA, podemos tambémconectar placas padrão ISA pois a filosofia do EISA éjustamente manter a compatibilidade e preservarinvestimentos em placas já feitos.

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investimentos em placas já feitos.• Devido ao maior custo das motherboards, esse padrão era

utilizado em servidores de rede e em situações ondenecessitava-se de uma alta taxa de transferência dos dados.As configurações são feitas via software e tem muitasvantagens técnicas com relação ao padrão ISA.

• Seu formato lembra muito o barramento AGP porém é bemmaior.

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HARDWARE

Padrão EISA (Extended Industry Standard Architecture)

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HARDWARE

MCA Bus (Micro Channel Architecture)

• o MCA foi idealizado pela IBM para ser o substituto do padrãoISA. Essa tecnologia trabalha à taxa de 32 bits e à freqüênciade 10 MHz, além de ser compatível como recursos como Plug

and Play e Bus Mastering.

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• Um dos empecilhos que contribuiu para a não popularizaçãodo MCA foi o fato de este ser um barramento proprietário, istoé, pertencente à IBM. Por conta disso, empresas interessadasna tecnologia tinham que pagar royalties para inserí-la emseus produtos, ideia essa que, obviamente, não foi bemrecebida;

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HARDWARE

Padrão VLBUS - VESA (Video Electronics Standards Association)Local Bus

• O barramento VESA Local Bus é uma extensão física do barramentoISA capaz de executar transferência de dados de 32 bits, podendoainda aceitar placas adaptadoras de 8 ou 16 bits ISA. Desenvolvidoprincipalmente para os processadores 486, não permitem mais que

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principalmente para os processadores 486, não permitem mais que3 slots VLBUS nas motherboards, ou seja, o micro somente poderáter no máximo 3 placas Local Bus em seu microcomputador.

• Além disso, existe uma limitação quanto ao clock da motherboard.Sem a utilização de circuitos adicionais (buffers), a 50 MHzpodemos conectar apenas uma placa VLBUS no micro.

• Este barramento foi substituído pelo padrão PCI.

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HARDWARE

Padrão VLBUS (VESA Local Bus)

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Page 217: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Padrão PCI (Peripheral Component Interconnect)

• O barramento PCI surgiu no início de 1990 pelas mãos daIntel. Suas principais características são a capacidade detransferir dados a 32 bits e clock de 33 MHz, especificações

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transferir dados a 32 bits e clock de 33 MHz, especificaçõesestas que tornaram o padrão capaz de transmitir dados a umataxa de até 132 MB por segundo. Os slots PCI são menoresque os slots ISA, assim como os seus dispositivos,obviamente.

• Os slots só aceitam placas desenvolvidas para esse padrãosendo uma mudança radical no projeto dos barramentos deexpansão, abolindo totalmente a dependência de slot ISA.

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HARDWARE

Padrão PCI (Peripheral Component Interconnect)

• Este barramento é independente do processador podendo serimplementado em qualquer arquitetura de processamento, aocontrário do VESA Local Bus, que foi desenvolvido

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contrário do VESA Local Bus, que foi desenvolvidoespecialmente para os 486.

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HARDWARE

Padrão PCI-X (Peripheral Component Interconnect Extended)

• Muita gente confunde o barramento PCI-X com o padrão PCIExpress (mostrado em outro slide), mas ambos são diferentes.O PCI-X nada mais é do que uma evolução do PCI de 64 bits,sendo compatível com as especificações anteriores. A versão

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sendo compatível com as especificações anteriores. A versãoPCI-X 1.0 é capaz de operar nas frequências de 100 MHz e133 MHz. Neste última, o padrão pode atingir a taxa detransferência de dados de 1.064 MB por segundo. O PCI-X2.0, por sua vez, pode trabalhar também com as freqüênciasde 266 MHz e 533 MHz.m

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HARDWARE

Padrão PCI-X (Peripheral Component Interconnect Extended)

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HARDWARE

Padrão PCI Express (PCIe ou PCI-EX)

• O padrão PCI Express foi concebido pela Intel em 2004 e sedestaca por substituir, ao mesmo tempo, os barramentos PCI eAGP. Isso acontece porque o PCI Express está disponível emvários segmentos: 1x, 2x, 4x, 8x e 16x (há também o de 32x,mas este ainda está em teste pela indústria). Quanto maior

220

mas este ainda está em teste pela indústria). Quanto maioresse número, maior é a taxa de transferência de dados. Comomostra a imagem nos próximos slides, essa divisão tambémreflete no tamanho dos slots PCI Express:

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HARDWARE

Padrão PCI Express (PCIe ou PCI-EX)

221

Slots PCI Express 16x (branco) e 1x (preto)

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HARDWARE

Padrão PCI Express (PCIe ou PCI-EX)

• O PCI Express 16x, por exemplo, é capaz de trabalhar comtaxa de transferência de cerca de 4 GB por segundo,característica que o faz ser utilizado por placas de vídeo, umdos dispositivos que mais geram dados em um computador.

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dos dispositivos que mais geram dados em um computador.• O PCI Express 1x, mesmo sendo o mais "fraco", é capaz de

alcançar uma taxa de transferência de cerca de 250 MB porsegundo, um valor suficiente para boa parte dos dispositivosmais simples.

• Com o lançamento do PCI Express 2.0, que aconteceu noinício de 2007, as taxas de transferência da tecnologiapraticamente dobraram.

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HARDWARE

Padrão PCI Express (PCIe ou PCI-EX)

CONECTORES

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HARDWARE

Padrão PCI Express (PCIe ou PCI-EX)

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HARDWARE

AGP (Accelerated Graphics Port)

• O AGP é uma interface desenvolvida para gráficos de altaperformance (especialmente gráficos 3D). Ao invés de usar obarramento PCI para dados gráficos, o AGP introduz um canalponto-a-ponto dedicado para que a controladora gráfica possa

225

ponto-a-ponto dedicado para que a controladora gráfica possaacessar diretamente a memória principal. O canal AGP é de 32bits e trabalha a 66 MHz, mas utiliza técnicas de duplicação declock para uma velocidade efetiva de 133 MHz. Istoproporciona uma largura de banda de 533 MB por segundo.Além disso, permite que texturas 3D sejam armazenadas namemória principal ao invés da memória de vídeo. Assimconsegue dispor de uma quantidade maior de memória semencarecer demais a placa de vídeo.

Page 227: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

AGP (Accelerated Graphics Port)

O padrão possui 2 importantes requisitos de sistema:• microprocessador deve ser equipado com um slot AGP

(disponível a partir dos Pentium II) ou a placa mãe deve ter umsistema gráfico AGP integrado.

226

sistema gráfico AGP integrado.• sistema operacional deve ser acima do Windows 95 versão

OSR 2.1.

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HARDWARE

AGP (Accelerated Graphics Port)

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HARDWARE

AGP (Accelerated Graphics Port)

•AGP-PRO

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•AGP-PRO

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HARDWARE

AGP (Accelerated Graphics Port)

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HARDWARE

COMPARATIVO DE TAXA DE TRANSFERÊNCIA ENTRE AS TECNOLOGIAS AGP E PCI EXPRESS

•AGP

AGP PCI EXPRESS

1X - 266MB por segundo 1X - 250 MB por segundo

4X - 1064 MB por segundo 4X - 500 MB por segundo

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4X - 1064 MB por segundo 4X - 500 MB por segundo

8X - 2128 MB por segundo 8X - 2000 MB por segundo

16x - 4000 MB por segundo

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HARDWARE

•PCI – Express

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HARDWARE

Padrões AMR, CNR e ACR

• Os padrões AMR (Audio Modem Riser), CNR(Communications and Network Riser) e ACR (Advanced

Communications Riser) são diferentes entre si, mascompartilham da ideia de permitir a conexão à placa-mãe de

232

compartilham da ideia de permitir a conexão à placa-mãe dedispositivos Host Signal Processing (HSP), isto é, dispositivoscujo controle é feito pelo processador do computador. Paraisso, o chipset da placa-mãe precisa ser compatível. Em geral,esses slots são usados por placas que exigem poucoprocessamento, como placas de som, placas de rede ouplacas de modem simples.

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HARDWARE

Padrões AMR, CNR e ACR

• O slot AMR foi desenvolvido para ser usado especialmentepara funções de modem e áudio. Seu projeto foi liderado pelaIntel. Para ser usado, o chipset da placa-mãe precisava contarcom os circuitos AC'97 e MC'97 (áudio e modem,

233

com os circuitos AC'97 e MC'97 (áudio e modem,respectivamente). Se comparado aos padrões vistos atéagora, o slot AMR é muito pequeno:

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HARDWARE

Padrões AMR, CNR e ACR

• O padrão CNR, por sua vez, surgiu praticamente como umsubstituto do AMR e também tem a Intel como principal nomeno seu desenvolvimento. Ambos são, na verdade, muitoparecidos, inclusive nos slots. O principal diferencial do CNR é

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parecidos, inclusive nos slots. O principal diferencial do CNR éo suporte a recursos de rede, além dos de áudio e modem.

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HARDWARE

Padrões AMR, CNR e ACR

• Em relação ao ACR, trata-se de um padrão cujodesenvolvimento tem como principal nome a AMD. Seu focoprincipal são as comunicações de rede e USB. Esse tipo foipor algum tempo comum de ser encontrado em placas-mãe da

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por algum tempo comum de ser encontrado em placas-mãe daAsus e seu slot é extremamente parecido com um encaixePCI, com a diferença de ser posicionado de forma contrária naplaca-mãe, ou seja, é uma espécie de "PCI invertido"

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Ponte Norte e Ponte SulPonte Norte e Ponte Sul

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HARDWARE

Ponte Norte:

A ponte norte faz a comunicação do processador com as memórias e em alguns casos com os barramentos de alta velocidade.

O chip ponte norte, também chamado de MCH (Memory Controller Hub, Hub Controlador de Memória) é conectado diretamente ao processador e possui basicamente as seguintes funções:

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basicamente as seguintes funções:

- Controlador de Memória- Controlador do barramento AGP (se disponível)- Controlador do barramento PCI Express x16 (se disponível)- Interface para transferência de dados com a ponte sul

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HARDWARE

Ponte Norte:

A ponte norte faz a comunicação do processador com as memórias e em alguns casos com os barramentos de alta velocidade.

Se um chip de ponte norte tem um controlador de memória melhor do que outro, o desempenho geral do micro será melhor.

238

Ela tem influência direta no desempenho do computador.

É a ponte norte que funciona como intermediário no acesso do processador a estes dispositivos.

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HARDWARE

Ponte Norte:

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HARDWARE

Ponte Sul:

A ponte sul também chamada ICH (I/O Controller Hub, Hub Controlador de Entrada e Saída) é conectado à ponte norte e sua função é basicamente controlar os dispositivos on*board e de entrada e saída tais como:

- Discos Rígidos (Paralelo e Serial ATA)- Portas USB , paralelas e seriais

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- Portas USB , paralelas e seriais- Som e Rede on-board- Barramento PCI e PCI Express (se disponível)- Barramento ISA (se disponível)- Relógio de Tempo Real (RTC)- Memória de configuração (CMOS)- BIOS- Dispositivos antigos, como controladores de interrupção e de DMA

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HARDWARE

Ponte Sul:

É a ponte sul que determina a quantidade (e velocidade) das portas USB e a quantidade e tipo (ATA ou Serial ATA) das portas do disco rígido que a placa*mãe possui, por exemplo.

A ponte sul tem mais a ver com as funcionalidades da placa-mãe do que com o desempenho.

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o desempenho.

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HARDWAREPonte Sul:

242

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HARDWARE

Ponte Norte/Sul:

Diagrama da Arquitetura com Chipset

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HARDWARE

244

•Chipsets

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HARDWARE

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Interfaces (portas de comunicação)

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HARDWARE

Porta Serial (COM)••Conexão de mouse, p.ex.••Transmite 1 bit por vez••Mais antiga e comum••Padrões

–RS-232 (mais antigo)

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–RS-232 (mais antigo)•Até 20 Kbps

–RS-422 (mais atual)•Até 115 Kbps•Mais imune a ruídos

••Infravermelho é uma porta serial–Até 4 Mbps

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HARDWARE

•Porta Paralela (LPT)

••Conexão de impressoras••Transfere oito bits de uma só

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••Transfere oito bits de uma só vez••Taxas de transmissão eram limitadas em 50Kbps

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HARDWARE

•Interfaces IDE

••Tipicamente,uma placa-mãe contém duas portas IDE, a primária e a secundária

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IDE, a primária e a secundária••Em cada uma delas podem ser conectados até dois dispositivos••A conexão se dá através de cabos flat••Para diferenciar dois dispositivos instalados na mesma porta, um dos dispositivos é configurado como mestre e o outro como escravo

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HARDWARE

•Interfaces IDE

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HARDWARE

•Interfaces SATA••Padrão criado para substituir as interfaces IDE

••Utiliza transmissão serial (SATA=SerialATA), enquanto IDE usa transmissão paralela

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enquanto IDE usa transmissão paralela••A taxa de transferência máxima do padrão original é de 150MB/s

–Contra os 133MB/s de um disco IDE•Cabo SATA é formado por dois pares de fios: um para transmissão e outro para recepção•– No padrão IDE, há um único caminho de dados compartilhado entre a transmissão e a recepção

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HARDWARE

•Interfaces SATA

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HARDWARE

•Interfaces SATA / IDE

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HARDWARE

•Interfaces SATA / IDE

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HARDWARE

•HD SATA

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HARDWARE

•HD IDE

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HARDWARE

•Barramentos USB••O barramento USB (Universal Serial Bus) surgiu em 1995, a

partir do USB Implementers Forum

••A taxa de transferência do USB1.1 ia de 1,5Mbps (≈190KB/s) a 12Mbps (≈1,5MB/s)– Para dispositivos tais como mouses e webcams, isso era o

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– Para dispositivos tais como mouses e webcams, isso era o suficiente–Para HDs removíveis ou gravadores de DVD externos, a taxa era baixa••Pressionado ainda pelo Firewire da Apple (400Mbps≈50MB/s), o USB Implementers Forum lançou a

versão 2.0 do USB no final de 2000

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HARDWARE•O USB 2.0 permite uma taxa de transferência de 480Mbps (60MB/s)••O conector continuou a ser o mesmo utilizado na versão anterior•Permitem conectar até 127 dispositivos ao mesmo tempo••Para tal,faz uso de hubs

- Os mais comuns são os de quatro e sete conectores

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- Os mais comuns são os de quatro e sete conectores–permitem estender a distância máxima do dispositivo ao computador de 5m para 30m–Requerem alimentação externa, para a conexão de vários dispositivos••O USB é hot pluggable: dispositivos podem ser conectados

com a máquina ligada

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HARDWARE

•Conector USB

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ImpressorasImpressoras

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• Uma impressora ou dispositivo de impressão é um periféricoque, quando conectado a um computador ou a uma rede decomputadores, tem a função de dispositivo de saída, imprimindotextos, gráficos ou qualquer outro resultado de uma aplicação,apresentando o resultado do processamento na forma de umdocumento impresso(papel, transparência, etc...).documento impresso(papel, transparência, etc...).

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Vídeo 001

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Impressora Margarida Jato de tinta

•Impressoras de Impacto •Impressoras sem Impacto

•Existem dois grupos de impressoras:

Impressora Margarida

Matricial

Jato de tinta

Laser

Térmica

Impressora 3D

Impressora de tinta sólida

Plotter

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•As impressoras margarida são impressoras de texto de grande qualidade, preteridasem função das impressoras matriciais que são mais abrangentes (texto e gráficos),embora não consigam tanta qualidade. Eram muito utilizadas na década de 1980,embora nunca tenham sido tão populares como as matriciais.embora nunca tenham sido tão populares como as matriciais.

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•Uma impressora matricial ou impressora de agulhas é um tipo de impressora deimpacto, cuja cabeça é composta por uma ou mais linhas verticais de agulhas, queao colidirem com uma fita impregnada com tinta imprimem um ponto por agulha.

Page 267: Hardware - Conteudo Completo

•As impressoras a jato de tinta utilizam sistemas dotados de uma cabeça de impressão ou cabeçote com centenas de orifícios que

despejam milhares de gotículas de tinta por segundo, comandados por um programa que determina quantas gotas e onde deverão ser lançadas as gotículas e a mistura de tintas.

••RETICULA DE IMPRESSORAS JATO DE TINTARETICULA DE IMPRESSORAS JATO DE TINTA

onde deverão ser lançadas as gotículas e a mistura de tintas.

Page 268: Hardware - Conteudo Completo

•Impressora a laser utiliza o raio laser modulado para a impressão e envia a informação para um tambor, através de raios laser.

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Vídeo 002

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• Uma impressora térmica (ou impressora térmica direta) produz uma imagemimpressa aquecendo seletivamente papel termocrômico ou papel térmico,como é mais conhecido, quando a cabeça de impressão térmica passa sobreo papel.

• O revestimento torna-se escuro nos locais onde é aquecido, produzindo uma• O revestimento torna-se escuro nos locais onde é aquecido, produzindo umaimagem.

• Impressoras térmicas bicolores são capazes de imprimir em preto e numacor adicional, aplicando calor em duas temperaturas diferentes.

Page 271: Hardware - Conteudo Completo

• Uma plotter ou lutter é uma impressora destinada a imprimirdesenhos em grandes dimensões, com elevada qualidade erigor, como por exemplo plantas arquitetônicas, mapascartográficos, projetos de engenharia e grafismo.cartográficos, projetos de engenharia e grafismo.

Page 272: Hardware - Conteudo Completo

Vídeo 003

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• A impressora de tinta sólida é uma impressora usadaprincipalmente nos setores de embalagens e desenho industrial

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• Um equipamento multifuncional é aquele que possui múltiplasutilidades.

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Vídeo 004

Page 276: Hardware - Conteudo Completo

• Impressão 3D é uma forma de tecnologia de fabricação aditivaonde um objeto tridimensional é criado por sucessivas camadasde material.

Page 277: Hardware - Conteudo Completo

Vídeo 005

Page 278: Hardware - Conteudo Completo

TEA 9

Processadores AMD e INTELProcessadores AMD e INTELHistórico,

pontos fortes e pontos fracos

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ClockClock

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HARDWARE

� Toda placa tem um circuito integrado para a geração dossinais de sincronismo e determinação da velocidade deprocessamento. Esse circuito integrado fornece um pulso dealta precisão cuja freqüência (quantidade de pulsos) dependedo processador em uso.

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� Assim como o processador, outros sinais são obtidos do clockpara os circuitos da motherboard (placa-mãe) via divisão defreqüência.

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HARDWARE

� Imagine que clock é um maestro durante uma apresentação. Simplesmente, o clock é um sinal responsável por sincronizar as atividades.

� O sinal é gerado por um cristal de quartzo (muito

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� O sinal é gerado por um cristal de quartzo (muito encontrado em relógios de pulso).

� O funcionamento de todos os periféricos, da placa de vídeo ao disco rígido é coordenado pelo clock, que os faz trabalhar simultaneamente e sem “engasgos”.

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HARDWARE

� Veja a imagem:

281

� Afinal qual é a velocidade do processador?

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HARDWARE

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� FSB é Front Side Bus – é o Clock externo do processador; é uma espécie de velocidade de comunicação entre ele e os periféricos do computador. É a freqüência que os periféricos mandam os dados para o processador processar.

� Assim, 2.13 GHz resulta de um processador que consegue trabalhar trocando informações a 533MHz com a placa-mãe e memórias, mas internamente consegue processar dados 4 vezes mais rápido.

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MicroprocessadorMicroprocessador

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HARDWARE

� O Microprocessador ou Unidade Central de Processamento é

o coração de um microcomputador. Desde o advento do

processador Intel 8088 (Linha PC-XT) até o atual Pentium i7

passando pelos 80286, 80386 e 80486, apresentam sempre

284

passando pelos 80286, 80386 e 80486, apresentam sempre

uma evolução exponencial em relação ao seu antecessor,

medido atualmente em milhões de transistores e

paradoxalmente em mícrons de espessura de trilha. Confira os

dados abaixo a respeito dos chips Intel.

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• A quarta geração (a partir de 1970) aperfeiçoou a tecnologia existente e iniciou uma miniaturização dos componentes. Afora, a velocidade de processamento de dados chegou aos nano segundos. (bilionésima parte do segundo).

• É nessa quarta geração que a Intel começou a mostrar sua força • É nessa quarta geração que a Intel começou a mostrar sua força com a criação do primeiro microprocessador: o Intel 4004. Começa assim a indústria dos computadores pessoais.

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• Desde esse tempo os processadores impulsionaram o desenvolvimento dos PCs, trazendo nessa onda os outros componentes, como HDs, placa de vídeo, memória e ampliando a necessidade de novos sistemas operacionais e aplicações.

• Quando chegamos a 1985, os processadores entram na era dos 32 bits com o Intel 80386. A partir desse ponto a evolução foi cada vez mais rápida. Lembrando a Lei de Moore (nome baseado no fundador da rápida. Lembrando a Lei de Moore (nome baseado no fundador da Intel, Gordon Moore), que diz que o número de transistores de um microprocessador é duplicado a cada 18 meses, a capacidade de processamento e a velocidade dos processadores começam a disparar.

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• O ano de 1989 marca o lançamento do Intel 80486 e, nesse mesmo ano, a fase da informatização das empresas entra em expansão. Com o Windows 3.1, em 1991, insere-se uma nova maneira de trabalho com os computadores pessoais. Nas empresas, as estações de trabalho passaram a fazer muitas operações que antes eram de responsabilidade dos grandes servidores.

• Os novos editores de texto e planilhas eletrônicas e a evolução dos recursos multimídia trouxeram novos horizontes para as aplicações, exigindo mais processamento e memória dos equipamentos. O Intel 80486 era o processador da máquina-padrão para essa época.

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• Impulsionada pelas novas aplicações e recursos, a Intel lança em 1993 o Pentium, com incríveis 60 MHz.O Pentium ganhou cada vez mais velocidade e capacidade de processamento, e nos próximos anos a Lei de Moore funcionou como nunca. Em 1995 chegou o Pentium Pro e em 1997 o Pentium MMX. Pentium MMX.

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• O ano de 1998 marca a chegada do Pentium II seguido em 1999 do Pentium III até que em 2001 chega o Pentium 4. Com o Pentium 4 as aplicações começam a ser escritas com instruções específicas para tirar escritas com instruções específicas para tirar muito mais proveito do novo processador.

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• Em paralelo, a fabricante de chips AMD avançava com seus processadores K6, de 1996, K7, de 1997, e Athlon, que conseguiu fazer frente ao Pentium e à hegemonia da Intel no mercado.

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• Em 2002 o aumento da força e o aquecimento resultante da aceleração dos processadores revelaram-se limitadores de performance dos equipamentos, levando-se em conta apenas o aumento de frequências. Surge assim uma nova maneira de pensar em processamento, com o maneira de pensar em processamento, com o processador de núcleo duplo, que chega ao mercado em 2006.

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• Os chips de núcleo duplo, como a linha Core Duo da Intel e X2 da AMD, contam com dois núcleos ativos de processamento ao invés de um só, como acontece em chips convencionais, o que proporciona uma performance maior quando se utiliza vários programas simultaneamente.programas simultaneamente.

• Isso acontece porque os núcleos dividem as funções de controle e podem trabalhar com frequências mais baixas, otimizando principalmente o acesso à memória do computador.

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• Já os chips de quatro núcleos aumentam ainda mais a produtividade, já que os processos de seu computador podem ser coordenados simultaneamente com a mesma performance.

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• 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. Um conjunto organizado de instruções forma um programa.

O funcionamento dos processadores

• Todas essas operações são executadas na linguagem de máquina os processadores trabalham apenas com linguagem de máquina (lógica booleana). E realizam as seguintes tarefas:

• – Busca e execução de instruções existentes na memória. Os programas e os dados que ficam gravados no disco (disco rígido ou disquetes) são transferidos para a memória. Uma vez estando na memória, o processador pode executar os programas e processar os dados; –Controle de todos os chips do computador.

• O processador é composto basicamente de quatro partes:

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• Unidade lógica e aritmética (ULA) ou em inglês Arithmetic Logic Unit (ALU) é a unidade central do processador (Central Processing Unit, ou simplesmente CPU), que realmente executa as operações aritméticas e lógicas referenciadas pelos opcodes. É, na verdade, uma “grande calculadora eletrônica” do tipo desenvolvido durante a II Guerra eletrônica” do tipo desenvolvido durante a II Guerra Mundial, e sua tecnologia já estava disponível quando os primeiros computadores modernos foram construídos.

• Unidade de controle, responsável por gerar todos os sinais que controlam as operações no exterior do CPU, e ainda por dar todas as instruções para o correto funcionamento interno do CPU

Page 297: Hardware - Conteudo Completo

• Registradores é outro elemento, uma memória veloz que armazena comandos ou valores que serão importantes para o processamento de cada instrução. Os registros mais importantes são:

– Contador de Programa (PC) – Sinaliza para a próxima instrução;

– Registro de Instrução (IR) – Registra a instrução da execução; – Registro de Instrução (IR) – Registra a instrução da execução;

– Os outros realizam o armazenamento de resultados intermediários.

• Memory Management Unit (MMU) é um dispositivo de hardware que transforma endereços virtuais em endereços físicos e administra a memória principal do computador.

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HARDWARE

Intel i286 – 12MHzIntel i386 – 25MHzIntel i486 DX – 33MHzIntel i486 DX2 – 66 and 80MHzIntel Pentium I – 75-200MHzIntel Pentium I with MMX – 133-300MHzIntel Pentium Pro – 150-200MHz with 256KB-1MB cacheIntel Pentium II – 233 – 450MHz with 512KB cache

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Intel Pentium II – 233 – 450MHz with 512KB cacheIntel Pentium II m – 233 – 400MHz with 256 and 512KB cacheIntel Pentium II Xeon – 400 and 450MHz with 512KB and 1MB cacheIntel Celeron – 266 – 1130MHz with 128KB-1MB cacheIntel Pentium III – 400 – 1400MHz with 256KB and 512KB cacheIntel Pentium IIIm – 400 – 1330MHz with 256KB and 512KB cacheIntel Pentium III Xeon – 500 – 1000MHz with 256KB-2MB cacheIntel Pentium 4 – 1.3 – 3.06GHz 256KB-2MB cacheIntel Pentium M – 900-2260MHz with 1 and 2MB cacheIntel Pentium 4m – 1.4 – 3.33GHz with 512KB and 1MB cacheIntel Xeon and Xeon MP – 700-3800Mhz with 256KB – 16MB cache

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HARDWARE

Intel Itanium – 733 – 800MHz with 2-4MB CacheIntel Itanium 2 – 1.40-1.60GHz with 6-24MB cacheIntel Pentium 4 HT – 2.4 – 3.8GHz with 512KB-2MB cacheIntel Pentium 4 HT EE – 3.2 – 3.73GHz 1066MHz BUS and 512KB and 2MB cacheIntel Celeron D – 1.2-3.6GHz with 256KB-1MB cacheIntel Pentium EE – 3.2 – 3.73GHz with 2MB and 4MB cacheIntel Pentium D – 2.66-3.60GHz First Dual-Core with 2 and 4MB cacheIntel Core Solo – 1.06 – 1.83GHz with 2MB cacheIntel Core Duo – 1.06-2.33GHz with 2MB cache

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Intel Core Duo – 1.06-2.33GHz with 2MB cacheIntel Core 2 Solo – 1.06-2.0GHz with 1MB cacheIntel Pentium Dual-Core – 1.6-2.66GHz with 1MB cacheIntel Core 2 Duo – 1.8-3.33GHz with 2-6MB cacheIntel Core 2 Duo Mobile – 1.06- 2.80Ghz with 2-6MB cacheIntel Core 2 Quad – 2.4-3.00Ghz First Quad-Core with 8 and 12MB cacheIntel Core 2 Extreme – 2.66-3.20GHz with 8 and 12MB cacheIntel Core 2 Extreme Mobile – 2.6-2.8GHz with 4 and 6MB cacheIntel Core i3, i5 e i7 – 2.66-3.20GHz with 256KB L2 and 8MB L3 cacheIntel Core i7-3960X Processor Extreme Edition (15M Cache, up to 3.90 GHz)

Page 300: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

CISC x RISC

•A CISC (em inglês: Complex Instruction Set Computing, Computador com um Conjunto Complexo de Instruções), usada em processadores Intel e AMD; suporta mais instruções no entanto, com isso, mais lenta fica a execução delas.

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entanto, com isso, mais lenta fica a execução delas.

•A RISC (em inglês: Reduced Instruction Set Computing, Computador com um Conjunto Reduzido de Instruções) usada em processadores PowerPC (da Apple, Motorola e IBM) e SPARC (SUN); suporta menos instruções, e com isso executa com mais rapidez o conjunto de instruções que são combinadas.

Page 301: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

� Cabe lembrar que a maioria dos processadores Intel e AMDsão de tecnologia CISC (Complex Instruction SetComputer). O processador mantém compatibilidade domicrocódigo (sub-rotinas internas ao próprio chip) comtoda a linha de processadores anteriores a ele, isto é, umprograma feito para o 8088 dos micros XT deve rodar num

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programa feito para o 8088 dos micros XT deve rodar numPentium sem problemas (obviamente muito mais rápido). Oinverso não é possível.

� O microcódigo deve analisar todas as instruções de outrosprocessadores além de incorporar as suas próprias que nãosão poucas.

Page 302: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

� Além disso, os programas compilados nesses processadorestem instruções de comprimento em bytes variável.

� Esse processo gera atrasos que são totalmente eliminadoscom os chips de tecnologia RISC (Reduced Instruction Set

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com os chips de tecnologia RISC (Reduced Instruction SetComputing) onde o próprio software em execução faz otrabalho pesado. Acontece que o aumento de performance dochip compensa em muito esse trabalho extra do programa.

Page 303: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

� Os chips RISC dissipam menos calor e rodam a freqüênciasde clock maiores que os chips CICS.

� Os chips RISC são utilizados em Workstations, um tipo decomputador mais caro e com muito maior performancerodando normalmente sob o UNIX e utilizados em

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rodando normalmente sob o UNIX e utilizados emprocessamento científico, grandes bases de dados eaplicações que exijam proteção absoluta dos dados eprocessamento Real-Time (tipo transações da Bolsa deValores).

Page 304: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

� A IBM foi a pioneira dessa tecnologia na década de 1970, oque resultou numa arquitetura de processador chamadaPOWER (Performance Optimized With Enhanced RISC), aqual foi inicialmente implementada na primeira WorkstationIBM RS/6000 (RISC System/6000) introduzida em Fevereiro

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IBM RS/6000 (RISC System/6000) introduzida em Fevereirode 1990, e eventualmente formou a base para osprocessadores PowerPC da Apple/IBM/Motorola.

Page 305: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

� A idéia do chip RISC é que, por simplificar a lógica necessáriapara implementar um processador (fazendo este capaz deexecutar apenas simples instruções e modos deendereçamento), o processador pode ser menor, menoscaro, e mais rápido, usando inclusive menos energia.

� Através do uso de um compilador eficiente, o processador

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� Através do uso de um compilador eficiente, o processadorpode ainda processar qualquer tarefa requerida (por combinarsimples instruções em tempo de compilação).

� Exemplos de chips RISC: Intel i860, i960, Digital Alpha 21064,HPPA-RISC, MIPS, Sun Sparc PC (Macintosh), etc.

� Muitas modificações implantadas atualmente no Pentium sãooriundas dos chips RISC tornando-se na verdade um chipCRISC

Page 306: Hardware - Conteudo Completo

Clock Speed ou Clock rateClock Speed ou Clock rate

Page 307: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

� É a velocidade pela à qual um microprocessador executainstruções. Quanto mais rápido o clock, mais instruçõesuma CPU pode executar por segundo. A velocidade de clock éexpressada em MegaHertz (MHz), 1 MHz sendo igual a 1milhão de ciclos por segundo.

� Usualmente, a taxa de clock é uma característica fixa do

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processador. Porém, alguns computadores tem uma "chave"automática que permite 2 ou mais diferentes velocidades declock. Isto é útil porque programas desenvolvidos paratrabalhar em uma máquina com alta velocidade de clock podenão trabalhar corretamente em uma máquina com velocidadede clock mais lenta, e vice versa. Além disso, algunscomponentes de expansão podem não ser capazes detrabalhar a alta velocidade de clock.

Page 308: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

• Assim como a velocidade de clock, a arquitetura interna deum microprocessador tem influência na sua performance.Dessa forma, 2 CPU´s com a mesma velocidade de clocknão necessariamente trabalham igualmente. Enquanto umprocessador Intel 80286 requer 20 ciclos para multiplicar 2números, um Intel 80486 (ou superior) pode fazer o mesmo

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números, um Intel 80486 (ou superior) pode fazer o mesmocálculo em um simples ciclo. Por essa razão, estesprocessadores poderiam ser infinitamente mais rápido que osantigos mesmo se a velocidade de clock fosse a mesma. Alémdisso, alguns microprocessadores são superescalar, o quesignifica que eles podem executar mais de uma instruçãopor ciclo.

Page 309: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

• Como as CPU´s, os barramentos de expansão também têma sua velocidade de clock. Seria ideal que as velocidades declock da CPU e dos barramentos fossem a mesma para queum componente não deixe o outro mais lento. Na prática, avelocidade de clock dos barramentos é mais lenta que avelocidade da CPU.

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velocidade da CPU.

Page 310: Hardware - Conteudo Completo

OverclockOverclock

Page 311: Hardware - Conteudo Completo

Termo Overclock

Over = Sobre

Clock= Pulso

Page 312: Hardware - Conteudo Completo

• Overclocking é o nome que se dá ao processo de forçar um componente de um computador a rodar numa frequência, definida em hertz mais alta do que a especificada pelo fabricante. Apesar de haver diferentes razões pelas quais o overclock é realizado, a mais comum é para aumentar o desempenho do hardware. O overclocking pode resultar em superaquecimento do processador, instabilidade no sistema e às vezes pode danificar o hardware, se realizado de e às vezes pode danificar o hardware, se realizado de maneira imprópria.

• A velocidade padrão de um componente está assegurada pela tensão (volt) a que ele está definido para trabalhar. Existe uma margem ascendente (às vezes grande) de frequência que o componente tolera com essa mesma tensão até chegar a uma frequência onde é perdida a estabilidade, sendo necessário compensá-la com o incremento de tensão, aumentando consequentemente a temperatura.

Page 313: Hardware - Conteudo Completo

• O overclock está diretamente relacionado com o aumento de consumo de energia, sendo necessário ter a certeza de que a fonte de alimentação consegue alimentar (de forma estável) a potência necessária ao funcionamento do sistema em overclock. Ao consumir mais energia irá, obviamente, ter que dissipá-la por forma de calor, portanto é necessária uma boa forma de calor, portanto é necessária uma boa refrigeração. Portanto, se quer iniciar no overclock, a fonte de alimentação e a refrigeração serão as primeiras etapas.

• Nota-se que quem procura o overclock é o gamer, entusiasta ou utilizador de software que realmente requeira grandes recursos computacionais. Se usa o PC para navegar, ouvir música, ver filmes e fazer as coisas pessoais, não tente fazer o mesmo.

Page 314: Hardware - Conteudo Completo

• O foco principal dos usuários que fazem overclock em seus PCs está no processador, na memória, no chipset da placa-mãe e na placa de vídeo. Cada um destes componentes tem um grau de sensibilidade diferente, e os efeitos máximos possíveis em cada peça de hardware variam, conforme parâmetros peça de hardware variam, conforme parâmetros específicos de cada uma das peças, a respeito de tolerância a altas tensões, refrigeração e outros atributos estruturais.

Page 315: Hardware - Conteudo Completo

HARDWARE

Overclock é o aumento da freqüência do processador paraque ele trabalhe mais rapidamente.

Exemplo:A freqüência de operação dos computadores domésticos é

determinada por dois fatores:• A velocidade de operação da placa-mãe, conhecida

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• A velocidade de operação da placa-mãe, conhecidatambém como velocidade de barramento, que noscomputadores Pentium pode ser de 50, 60 e 66 MHz.

• multiplicador de clock, criado a partir dos 486 quepermite ao processador trabalhar internamente a umavelocidade maior que a da placa-mãe. Vale lembrar queos outros periféricos do computador (memória RAM, cacheL2, placa de vídeo, etc.) continuam trabalhando navelocidade de barramento.

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HARDWARE

Ao fazer o overclock, é indispensável a utilização de um cooler (ventilador quefica sobre o processador para reduzir seu aquecimento) de qualidade e, umapasta térmica especial que é passada diretamente sobre a superfície doprocessador.

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HARDWARE

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Exemplos de Processadores Desbloqueados para OverClocking Desbloqueados para OverClocking

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AMD Phenom II X6 1100T Black Edition Thuban 3.3GHz

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Intel® Core™ i7-2600K Sandy Bridge 3.40 GHz

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• Atualmente os processadores tanto da Intel como da AMD tem series de processadores desbloqueados para overclock

• Sendo o da Intel com terminação com “K” no final • Sendo o da Intel com terminação com “K” no final da versão do processador e escrito “Unlocked”, e o da AMD com a versão Black Edition “

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• Como Funciona?

• Funciona alterando os parâmetros de taxas de transferência de dados que são os valores do multiplicador CPU e a velocidade do FSB (Front Side Bus) da placa mãe e voltagem.

• Termos:

• Antes de começarmos a apreender como funciona é necessário termos o conhecimento dos seguintes termos, pois eles serão importantes:

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• Clock - é a velocidade interna do processador, medida pela velocidade do FSB (visto abaixo) vezes o valor do multiplicador, que é definido pelo BIOS;

Ciclos de clock - consiste nos intervalos de tempo que o processador usa para executar suas instruções;

• FSB - significa Front Side Bus e tem a função de definir a velocidade externa do processador, ou seja, a velocidade na qual o processador se comunica com a memória e componentes da placa-mãe. As velocidades do FSB são as seguintes: 100 MHz, 133 MHz e 166 MHz. Valores mais altos costumam existir, mas geralmente são gerados através da multiplicação destes citados;Vcore - é voltagem do equipamento.

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• Hardware x OverclockNão são todos os equipamentos que permitem fazer overclock. Há também aqueles em que é possível, mas os riscos são tão altos que não valem a pena. Em processadores antigos o valem a pena. Em processadores antigos o resultado do overclock pode não ter nenhum aumento de velocidade que seja significante, tais como em Pentium e K6-2.

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• O processador é sem dúvida, o item que mais sofre overclock. No entanto, sem uma placa-mãe com o mínimo de qualidade o overclock pode não valer a pena, principalmente se a placa-mãe tiver vários componentes onboard. Os fabricantes mais confiáveis são os seguintes: Asus, Abit, Gigabyte, MSI, confiáveis são os seguintes: Asus, Abit, Gigabyte, MSI, Soltek e Soyo. No entanto, é necessário ter ciência de que outros fabricantes podem ter modelos de placa-mãe bons para overclock e que os citados aqui podem ter modelos inviáveis à técnica. O ponto chave é o chipset da placa, informado no manual da mesma.

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• Fazendo o overclockPara realizar o overclock é necessário trabalhar com as configurações do Setup do BIOS, geralmente acessível teclando-se o botão delete assim que o computador é ligado. Dependendo assim que o computador é ligado. Dependendo da marca do computador, o acesso ao Setup pode ser feito por meio de outra teclar.

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• Ao entrar no Setup, você verá uma série de itens. Procure um que trate do processador. Geralmente o nome desse item é ou assemelha-se a "Processor Settings" ou a "CPU Setup" ou ainda "Features Setup". Ao conseguir entrar ainda "Features Setup". Ao conseguir entrar neste item aparecerá uma valor multiplicado por outro. Trata-se da operação FSB x multiplicador= clock, onde multiplicador é um valor numérico. Repare que o valor resultante dessa multiplicação é valor do clock do processador.

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• Agora vamos ao overclock. Iremos utilizar como exemplo um overclock realizado num Pentium 4 de 1.6 GHz. Sua configuração FSB x multiplicador é:100 MHz x 16 = 1.6 GHz ou 1.600 MHz

• Para o overclock, o FSB foi mudado para 133 MHz (geralmente é possível mudar esse valor através das teclas de seta ou dos botões Page Up e Page Down em seu teclado):133 MHz x 16 = 2.1 GHz ou 2.128 MHz

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• Relembrando, o FSB do seu computador pode estar em outro valor. Se estiver em 400 MHz por exemplo, ele é multiplicado por 4 (100 MHz x 4 = 400 MHz). No exemplo, é notório o ganho de desempenho. O Pentium 4 de 1.6 GHz pulou para 2.1 GHz.2.1 GHz.

• Agora vamos mostrar um exemplo em um processador Ahtlon XP 1600+ MHz. Na verdade, este processador opera em 1.400 MHz, mas a AMD uma o símbolo + para dizer que o modelo, mesmo operando em 1.400 MHz, equivale a um Pentium 4 de 1.600 MHz.

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• Em nosso exemplo, este processador trabalha na seguinte configuração:

• 133 MHz x 10.5 = 1.4 GHz ou 1.396.5 MHzAlterando o FSB de 133 para 166 MHz, o resultado é:166 MHz x 10.5 = 1.7 GHz ou 1.743 MHzUm ganho considerável. Em alguns casos, pode-se alterar o valor do multiplicador, mas é necessário pesquisar para Um ganho considerável. Em alguns casos, pode-se alterar o valor do multiplicador, mas é necessário pesquisar para saber se isso realmente é possível no processador. Na maioria das vezes, aumentando este valor, o computador pode acusar erro ou continuar trabalhando com o multiplicador anterior. Por isso, o mais adequado mesmo é alterar o valor do FSB. Uma dica interessante é que quanto maior o multiplicador vindo de fábrica, maiores são os aumentos de desempenho através de overclock.

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• O overclock poderia ter parado na explicação anterior, mas é possível aumentar mais ainda a velocidade do computador, alterando seu Vcore (voltagem). As instruções que o processador executa são realizadas por meio de pulsos elétricos. O intervalo entre os pulsos (ciclo de clock) é importante para a velocidade do processador. Alterando a voltagem do equipamento, é possível diminuir o intervalo entre os pulsos. Quanto menor este intervalo,

Alterando o Vcore

processador. Alterando a voltagem do equipamento, é possível diminuir o intervalo entre os pulsos. Quanto menor este intervalo, mais rápido fica o processamento.

• Assim, se a voltagem for diminuída o ciclo de clock fica mais lento. Como nosso intuito é aumentar a velocidade, o valor do Vcore deve ser aumentado. Deve-se ficar atento a esta operação, pois qualquer exagero ou precipitação poderá causar danos irreparáveis ao hardware. Por isso, a alteração da voltagem deve ser feita em diferenças entre 0.1v e 0.05v. Em algumas placas é até possível ajustar para 0.025v. Infelizmente não é possível medir com precisão o aumento da velocidade do computador, pois isso varia muito.

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• O valor do Vcore pode ser alterando também pelo Setup do BIOS. No entanto, em alguns modelos de placa-mãe menos recentes, essa alteração deve ser feita mudando a posição de um jumper na placa-mãe.Ao fazer overclock mudando o Vcore, a temperatura do processador certamente vai aumentar. Daí a necessidade processador certamente vai aumentar. Daí a necessidade de um cooler "poderoso". Para se ter uma idéia, a questão da temperatura é tão importante que os fabricantes compensam o constante aumento de velocidade de seus chips, fabricando-os com tecnologias de 0.18, 0.13 microns e futuramente valores menores. Isso deixa claro que com a combinação perfeita do overclock com o cooler adequado, o aumento de performance pode ser muito alto.

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• A maioria dos sistemas de refrigeração é projetada para computadores que não utilizam o overclocking, mesmo assim, hoje em dia, encontramos cada vez mais métodos eficazes para soluções de refrigeração, como ventiladores poderosos, dissipadores de calor, refrigeração a água (watercooler). Com isso aumentando a possibilidades de

Refrigeração

(watercooler). Com isso aumentando a possibilidades de overclocking, Pois ao fazê-lo você estará aumentando a freqüência (velocidade) e a voltagem de operação do processador, que fará com que o processador aqueça mais do que deveria, então é necessária uma refrigeração voltada para esse processo. Quanto maior o valor do overclocking, mais será necessário refrigerá-lo.

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• Dissipadores de calor muitas vezes são feitos inteiramente de cobre, que possui uma alta condutividade térmica, mas o custo é elevado. Sendo assim é muito comum a utilização do

Refrigeração

Sendo assim é muito comum a utilização do alumínio, que tem uma condutividade térmica mais pobre , mas é significativamente mais barato que o cobre. Muitos dissipadores de calor combinam dois ou mais materiais para atingir um bom custo-benefício.

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• A refrigeração a água segue o mesmo principio de sistemas de refrigeração de motores automotivos. Este sistema veio para combater a refrigeração a ar, permitindo assim melhor resfriamento dos componentes, conseguindo-se maiores valores de overclocking nos diferentes tipos de hardware.

• Existem outros métodos que podem ser utilizados em casos extremos, como o nitrogênio líquido, hélio liquido e gelo seco. Estes métodos são geralmente impraticáveis em longo prazo, por exemplo, os transistores a base de silício irão se degradar a temperaturas abaixo de -173 °C e geralmente parar de funcionar em temperaturas de -233 °C.

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Formas de Refrigeração do Processador : Cooler próprio para OverClocking

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Cooler próprio para OverClocking ( Entusiastas)

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Cooler próprio para OverClocking :

Nitrogênio liquido

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Resfriamento por água (WaterCooler)

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• O utilizador pode, em muitos casos, adquirir ou possuir um equipamento lento, com componentes mais baratos e fazer nele um overclock que poderá dar um ganho extra em desempenho, tornando seu equipamento com desempenho aproximado, igual ou até melhor que um mais caro.

As Suas Vantagens

desempenho, tornando seu equipamento com desempenho aproximado, igual ou até melhor que um mais caro.

• Maior desempenho em jogos, codificação, edição de vídeos e um adicional ganho em velocidade nas tarefas, sem nenhuma despesa adicional. No entanto, aumentará o gasto de energia. Particularmente, para entusiastas que regularmente atualizam seus hardwares, overclocking pode aumentar o tempo que um upgrade é necessário.

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• Muitas das desvantagens de overclocking podem ser a aliviadas ou bastante reduzidas por overclockers hábeis. Porém, durante o processo, usuários novatos podem cometer erros que poderiam ser evitados, desde um sistema instável e apresentando erros, a componentes danificados.

• Na teoria o overclock não é uma prática viável para se aumentar a

As Suas Desvantagens

• Na teoria o overclock não é uma prática viável para se aumentar a velocidade de processamento. O que determinará o clock do processador é a sua capacidade de propagação de ondas eletromagnéticas sobre a superfície dos componentes aliado ao comportamento projetado (pipeline, escalabilidade). No projeto de desenvolvimento de hardware todas as especificações técnicas devem ser obedecidas para que o comportamento do processador esteja dentro do esperado. O maior exemplo de que esta prática não é viável, é a ausência de usos em aplicações comerciais e cálculos científicos (que precisariam de tempo muito grande de funcionamento sem falhas).

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• O Aumento da velocidade de clock/tensão resulta num maior consumo de energia.

• Se você usa o Windows XP, e fizer um overclock, pode ficar estável, porém se for reinstalado poderão ocorrer erros de leitura de arquivos, também poderá ocorrer erros durante a instalação de atualizações do OS.a instalação de atualizações do OS.

• Em relação a temperatura, ela não irá só elevar a temperatura do processador, mas também do gabinete e consequentemente de todos os componentes internos.

• Ao fazer um overclock em algum componente, você estará perdendo automaticamente a garantia do mesmo.

• Há também um risco de incêndio, caso os componentes não estejam devidamente arrefecidos.

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HARDWARE

� TEA 10: Riscos e seguranças no armazenamento de dadosem unidades de Discos e Fitas

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