Descrição dos Componentes

Descrição dos Componentes

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1 - Descrição dos Componentes

A placa motherboard ou placa mãe, dependendo do modelo do kit adquirido, pode ter os seguintes processadores:

486 DX2 6 Mhz, DX4 75, 100 Mhz

PENTIUM 60, 6, 75, 90, 100, 120, 133, 150, 16, 200 Mhz (existem modelos Pentium 166 ou maior com tecnologia MMX)

Os microcomputadores diferenciam-se principalmente pelo processador instalado na motherboard e pelo padrão do barramento de expansão: ISA, EISA, MCA (proprietária IBM), VESA (LOCAL BUS) e PCI em ordem crescente de performance.

Como atualmente tem-se o lançamento de um novo processador com novas tecnologias para acelerar o processamento (duplo cache interno, maior velocidade de clock, etc) quase que anualmente, muitas motherboards permitem o upgrade (atualização do processador sem a troca de qualquer outro componente do microcomputador. A grande maioria tem jumpers de configuração onde podemos modificar a velocidade do clock, tipo de processador, etc.

Padrões de barramento das motherboards

Padrão ISA

Os dados são transmitidos em 8 ou 16 bits dependendo do tipo de placa adaptadora que está sendo utilizada. Normalmente este barramento opera a 8 Mhz e apesar de ser o mais utilizado padrão de barramento de expansão, suas origens remontam o PC XT com processador 8086/8 e atualmente é uma limitação dos mais recentes programas, especialmente em multimídia, servidores de rede, CAD/CAM, daí a necessidade do desenvolvimento de novos projetos de barramento.

Padrão EISA e MCA Bus

Os slots são de 32 bits. No caso do EISA, que é uma modificação do ISA, podemos também conectar placas padrão ISA pois a filosofia do EISA é justamente manter a compatibilidade e preservar investimentos em placas já feitos. O MCA desenvolvido pela IBM e de pouca aceitação no mercado apenas aceita placas do mesmo padrão.

Devido ao maior custo das motherboards geralmente são utilizados em servidores de rede e em situações onde necessita-se uma alta taxa de transferência dos dados. As configurações são feitas via software e tem muitas vantagens técnicas com relação ao padrão ISA.

Padrão VESA Local Bus

Atualmente esta versão 1.0. O barramento VESA Local Bus é uma extensão física do barramento ISA podendo aceitar placas adaptadoras de 8 ou 16 bits ISA. Desenvolvido principalmente para os processadores 486, não permitem mais que 3 slots VL-BUS nas motherboards, ou seja, o micro somente poderá ter 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 Mhz podemos conectar apenas uma placa VL-BUS no micro. Apesar de recente, este barramento vem sendo substituído pelo padrão PCI.

Padrão PCI

Desenvolvido inicialmente pela intel, os slots são de 32 bits e 64 bits no pentium e só aceitam placas desenvolvidas para esse padrão sendo uma mudança radical no projeto dos barramentos de expansão, abolindo totalmente a dependência de slot ISA. Permite as melhores taxas de transferência estando presente principalmente nos micros com chips Pentium.

Este barramento é independente do processador podendo ser implementado em qualquer arquitetura de processamento, ao contrário do VESA Local Bus, que foi desenvolvido especialmente para os 486.

Toda placa tem um cristal piezoelétrico (ou um circuito integrado) para a geração dos sinais de sincronismo e determinação da velocidade de processamento. O cristal fornece um pulso de alta precisão cuja freqüência depende do processador em uso.

Assim como o processador, outros sinais são obtidos do clock para os circuitos da motherboard via divisão de freqüência. Exceção feita ao barramento de expansão que tem um cristal de 14,31818Mhz independe para seu funcionamento.

PLACAS CLOCK PROCESSADOR MB 486 DX2 6 3 MHZ 6 MHZ MB 486 DX 50 50 MHZ 50 MHZ

MB 486 DX4 100* 3 MHZ 100 MHZ(3 MHZ x 3) MB 586/100 50 MHZ 100 MHZ(50 MHZ x 2)

Nas motherboards existe uma bateria que mantém os dados gravados na CMOS (dados de configuração, veja a seguir) sendo recarregada enquanto o micro está ligado. Quando a placa começa a perder a configuração freqüentemente devemos trocar a bateria. Isto se faz colocando uma bateria interna a fim de evitar vazamentos. Observe que este procedimento deve ser executado por um técnico.

Além dos slots de expansão já mencionados temos também os slots de memórias ou bancos de memórias onde são colocados os pentes de memórias RAM de 30 ou 72 vias.

O microprocessador é o coração de um microcomputador. Desde o advento do processador INTEL 8088 (Linha PC-XT) até o atual PENTIUM I passando pelos 80286, 80386 e 80486, apresentam sempre uma evolução exponencial em relação ao seu antecessor, medido atualmente em milhões de transistores (386DX-360.0 transistores, 486DX 1,200.0, Pentium -3,1 milhões,, etc) e paradoxalmente em microns de espessura de trilha (486 DX - 0,7µ).

Cabe lembrar que estes processadores intel - assim como a linha Motorola 68xxx são de tecnologia CISC (Complex Instruction Set Computer). O processador mantém compatibilidade do microcódigo (sub-rotinas internas ao próprio chip) com toda a linha de processadores anteriores a ele, isto é, um programa feito para o 8086 dos micros XT deve rodar num Pentium sem problemas (obviamente muito mais rápido). O inverso não é possível.

O microcódigo deve analisar todas as instruções de outros processadores além de incorporar as suas próprias que não são poucas.

Além disso, os programas compilados nesses processadores tem intrusões de comprimento em bytes variável.

Esse processo gera atrasos que são totalmente eliminados com os chips de tecnologia RISC (Reduced Instruction Set Computer) onde o próprio software em execução faz o trabalho pesado. Acontece que o aumento de performance do chip compensa em muito esse trabalho extra do programa.

Os chips RISC dissipam menos calor e rodam a freqüências de clock maiores que os chips CISC. A linha de processadores Alpha da Digital está projetada para funcionar com clock de até 600 Mhz!

Os chips RISC são utilizados em Workstations, um tipo de computador mais caro e com muito mais performance rodando normalmente sob o UNIX e utilizados em processamento científico, grandes bases de dados e aplicações que exijam proteção absoluta dos dados e processamento Real-Time (tipo transações da Bolsa de Valores).

Exemplos de chips RISC: Intel i860, i960, Digital Alpha 21064, HPPA-RISC, MIPS,

Sun Sparc PC (Macintosh), etc.

Muitas modificações implantadas atualmente no Pentium são oriundas dos chips RISC tornando-se na verdade um chip CRISC!

MEMÓRIA Memória RAM ou memória principal

São pequenos pentes que são encaixados nos slots de memória das placas motherboard. Podemos ter pentes de 1 Mb, 2Mb, 4 Mb, 8 Mb, 16 Mb e 32 Mb. A capacidade total de memória depende do pente e do número de slots na motherboard, geralmente 4 slots de 72 vias. É na memória que ficam todas as informações utilizadas durante as operações de escrita ou leitura nas unidades de armazenamento e os programas, cache de software para hard-disk, drives virtuais, vírus.

Diferenciam-se no número de vias, tempo de acesso e tipo e são melhor definidas como DRAM (Dinamic Random Access Memory). Precisam continuamente de um sinal da CPU (refresh) para manterem seus dados armazenados. Veja a tabela abaixo:

PINOS TIPO DOS CHIPS TEMPO DE ACESSO CAPACIDADE 72 VIAS 32 BITS 60 ns 4 MB 72 VIAS 32 BITS 60 ns 8 MB

OBS.: ns - nanosegundos ou 10-9 s 1x9 - 9 bits de dados e 1 para verificação de paridade

Para mantermos a integridade dos dados na memória, evitando que defeitos nesta prejudiquem o funcionamento do sistema, o CHIPSET gera um bit de paridade para cada byte de dado escrito na memória.

A lógica de teste da paridade gera o bit de paridade conforme o byte armazenado no chip de memória fazendo a comparação deste bit posteriormente quando for lido qualquer byte da memória. Caso seja detectado um erro, o sistema travará gerando uma NMI (interrupção não mascarável, ou seja, sem possibilidade de uso do equipamento).

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

Memória CACHE ou memória secundária

Praticamente todas as placas possuem um cache memory. Nos 486 e Pentium este cache pode variar entre 128 Kb e 1 Mb (1024 Kb ).

O cache é um conjunto de chips de acesso rápido instalados na placa mãe, ou seja, externo ao processador. A memória principal do computador DRAM é bem mais lenta que a memória cache ou secundária, SRAM (Static Random Access Memory) que tem tempos de acesso de até 12 ns, mas em compensação é bem mais cara.

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

Não é atoa que a tecnologia de cache está presente tanto em winchesters, processadores (o 486 DX tem 8 kb de cache internamente e 16 kb no Pentium) e em muitas outras placas.

A construção das memórias cache segue princípios de construção totalmente diferentes das memórias comuns. Utilizam elementos lógicos compostos basicamente de transistores chamados flip-flops.

Resumindo tudo, o cache trabalha na velocidade do processador enquanto a memória

DRAM depende da inclusão de wait states (estados de espera do processador) para disponibilizar o dado devido a sua lentidão.

BIOS (Basic Input Output System)

Toda motherboard contém chips de memória EPROM (Erased Programable Read

Only Memory) que chamamos de BIOS, de 256 Kb ou 512 KB. Este tipo de memória é o que chamamos "não voláteis", isto é, desligando o computador não há a perda das informações (programas) nela contida. A DRAM e a SRAM perdem completamente seus dados ao desligarmos ou resetarmos o micro.

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

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

Memória CMOS (Complementary Metal-Oxide Semicondutor)

É uma tecnologia de CI de baixíssimo consumo de energia, onde ficam armazenadas as informações do sistema (setup) e são modificados pelos programas da BIOS acessados no momento do BOOT. Estes dados são necessários somente na montagem do microcomputador refletindo sua configuração (tipo de winchester, números e tipo de drives, data e hora, configurações gerais, velocidade de memória, etc) permanecendo armazenados na CMOS e mantidos através da bateria interna.

Muitos desses itens estão diretamente relacionados com o processador e seu chipset e portanto é recomendável usar o default sugerido pelo fabricante da BIOS. Mudanças nesses parâmetros pode ocasionar o travamento da máquina, intermitência na operação, mal funcionamento dos drives e até perda de dados do HD.

Qualquer modificação deve ser feita somente se o usuário conhece realmente o significado dos termos ou então por um técnico especializado.

Denomina-se CHIPSET os circuitos de apoio ao computador que gerenciam praticamente todo o funcionamento de placa-mãe. Estes são chips VLSI (altíssima integração dos componentes) permitindo uma redução substancial do tamanho das placas. Nos micros 386DX e 486DX resumem-se a 3 unidade;

1. Controlador da CPU/CACHE/DRAM 2. Gerenciador de dados 3. Controlador de periféricos

Devido à complexidade das motherboards atuais, da sofisticação dos sistemas operacionais e do crescente aumento do clock (chegando a 233 Mhz em chips CISC), o chipset é, com certeza, o conjunto de CIs mais importante do microcomputador. Fazendo uma analogia com uma orquestra, enquanto o processador é o maestro, o chipset seria o resto!

Dos vários projetos de chipsets os mais conhecidos são os da OPTI, ELITE, UMC, PC Chips, VLSI e muitos outros.

As placas de vídeo dividem-se em comuns, aceleradoras e co-processadas, em ordem de performance. As comuns tem como principais componentes um RAMDAC (Conversor Analógico-Digital) e o seu chipset (Trident, OAK, Cirrus Logic, etc) as aceleradoras geralmente são placas com barramentos que permitem melhor performance na transferência de dados e as co-processadas tem um microprocessador dedicado para a parte de vídeo deixando o processador principal livre. Ex. TMS 34010, Targa e outras.

Esta placa é a que controla o acesso a drives e winchesters. A IDE pode trabalhar no mesmo micro junto com outro tipo de controladora sendo esta na verdade apenas uma interface entre a winchester e a placa-mãe.

Essas placas denominadas SUPER-IDE ou MULTI-IDE contém geralmente 2 (duas) saídas seriais, 1 (uma) saída paralela e 1 saída para joystick (para jogos). Atualmente estas placas vem junto com a placa-mãe, sendo assim denominadas de

IDE on Board (Este recurso também está disponível para controladores de vídeo).

É a interface entre o microcomputador e o usuário. Nos teclados mais antigos existe uma chave que seleciona teclado para AT ou XT. Os PCs do tipo 286/ 386SX/ 386DX 486SX/ 486DX são todos do tipo AT.

Existem dois tipos básicos de teclados: captativos e o de contato. No primeiro tipo toda vez que uma tecla é pressionada forma-se uma capacitância e há a modificação do sinal (corrente elétrica) detectada. No de contato existe realmente o contato em duas partes de metal permitindo ou não a passagem da corrente elétrica.

Em todo teclado existe um microprocessador que fica "procurando" todas as teclas para verificar qual foi pressionada. Através de um circuito tipo matriz esta tecla gera um código de varredura (SCAN CODE) e este é enviado para o BIOS da motherboard que faz o reconhecimento da tecla através de uma tabela.

Diferentemente de outros eletrodomésticos que utilizam fontes lineares, os microcomputadores utilizam fontes chaveadas pois estas permitem uma substancial redução de tamanho e são mais eficientes.

A potência da fonte deve ser compatível com o tipo de micro a ser montado e com seus periféricos. Estas variam de 180VA a 300VA (VA Volt-Ampere).

O dimensionamento de uma fonte para um microcomputador depende da quantidade de periféricos, e consequentemente das placas que serão ligadas no barramento de expansão. Sempre nesses casos devemos escolher uma fonte onde não se utilize mais de 2/3 da sua potência nominal.

Winchesters mais antigas consomem bastante energia e alguns processadores atuais (como o Pentium em 5v) podem dissipar até 15W

As tensões geradas por uma fonte chaveada para microcomputadores são 5VDC, 12VDC, -12VDC e -5VDC.

Além desses, existe um sinal de +5VDC gerado pela fonte denominado POWER

GOOD. Este tem como função indicar à placa-mãe o perfeito funcionamento da fonte e a partir deste, o chipset gera sinais de RESET para todos CIs da placa. Tudo depende do bom funcionamento da fonte.

São as unidades de leitura e gravação de disco. Temos os drives de 5¼ polegadas com capacidade de leitura máxima de 1.2 Mb, e os drives de 3¼ polegadas com capacidade de leitura de 1.4 Mb e mais recentemente de até 2,8 MB. Todos estes são chamados drives de alta densidade. Tanto o de 5¼ como o de 3¼ podem ler e gravar discos de menor capacidade, dupla densidade ou os de 360Kb e 720Kb respectivamente. Existe também o floppy duplo que temos numa mesma unidade o floppy de 5¼ e 3¼.

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