Módulo I- introdução e hardware

Módulo I- introdução e hardware

(Parte 1 de 2)

Professor: Alisson Cleiton www.alissoncleiton.com.br

MÓDULO I – INTRODUÇÃO E HARDWARE

INTRODUÇÃO 2

HARDWARE 3

- GABINETE 4

- MONITOR 4

- TECLADO 4

- MOUSE 4

- DENTRO DO GABINETE 4

- PLACA MÃE 4

- O PROCESSADOR 5

- TECNOLOGIAS DE PROCESSAMENTO 6

- O CHIPSET 6

- OS BARRAMENTOS 7

- MEMÓRIA 8

- GERENCIAMENTO DA MEMORIA. 9

- MEMÓRIA RAM 9

- MEMÓRIA ROM 9

- MEMÓRIA AUXILIAR 10

- MEMÓRIA INTERMEDIÁRIA (CACHE) 10

- “CACHE” HIT OU MISS 10

- MEMÓRIA VIRTUAL 11

- DISPOSITIVOS DE ENTRADA E SAÍDA 11

- UNIDADES DE MEDIDA DO COMPUTADOR 11

CLASSIFICAÇÃO DOS COMPUTADORES: 12

- QUANTO A SUA NATUREZA. 12

- QUANTO AO PORTE 12

O QUE É BLUETOOTH 13

EXERCÍCIOS PROPOSTOS 14

INTRODUÇÃO

Bem, antes de iniciarmos qualquer assunto inerente ao concurso, precisamos entender alguns conceitos iniciais.

Informática é a ciência que estuda os meios de armazenamento, transmissão e processamento das informações, tendo como seu maior propulsor e concretizador, um equipamento eletrônico chamado computador. Computador é o nome dado a um dispositivo eletrônico que armazena, processa (processar = calcular) e recupera informações, quase como um liquidificador (que armazena as frutas e legumes, processa-os e recupera, como resultado, o suco desejado).

A história dos computadores eletrônicos remonta do meio da segunda grande guerra, quando o exército americano construiu o ENIAC, um computador que ocupava cerca de um terço da área do Maracanã, e possuía 18.000 válvulas (apesar dos exageros, este “trambolho” tinha poder de cálculo equivalente à sua calculadora de bolso).

Naquela época, os principais componentes do computador ENIAC eram as válvulas (são pequenas “lâmpadas”) que tratavam a eletricidade de forma “inteligente” para que ela realizasse os procedimentos desejados.

Mais tarde, na década de 50, foi inventado o sucessor da válvula, o transistor, um pequeno componente semicondutor de silício, bem menor que a válvula, e muito mais versátil.

Com o passar dos anos, os transistores foram sendo miniaturizados a tal ponto que, começaram a ser impressos diversos deles em pastilhas únicas, para ocupar menos espaço. Essas pastilhas semicondutoras são chamadas de chips, ou circuitos integrados.

Hoje em dia, existem chips que equivalem a milhões de transistores, são circuitos integrados muito densos, um “mapa” de um deles é mais complicado que uma foto aérea da cidade de São Paulo (e olha que São Paulo é a maior cidade da América Latina!).

Verifique na imagem abaixo uma comparação entre os transistores e os chips:

Atualmente, todos os equipamentos eletrônicos, inclusive os computadores, são formados por inúmeros chips, cada um com uma função definida, esses chips são soldados (colados com solda) em uma estrutura de plástico com alguns caminhos condutores, essas estruturas são denominadas placas de circuitos, ou somente placas.

Atualmente um sistema computacional é entendido como uma junção de três componentes básicos. Podemos caracterizá-los melhor como:

  • HARDWARE - todo o conjunto de componentes físicos de um computador e os periféricos ligados a ele. Como componentes físicos podemos destacar a título de exemplo, o teclado, os monitores, as impressoras e os scanners entre outros;

  • SOFTWARE - refere-se ao conjunto de programas que são processados num computador. Uma das partes lógicas do sistema juntamente com o peopleware. Exemplos de software são: os editores de texto, os editores gráficos, as planilhas de cálculo e os jogos;

  • PEOPLEWARE - ou também chamado humanware, é o conjunto de pessoas dedicadas a todo sistema computacional. Forma o conjunto de recursos humanos deste sistema e envolve, entre outros: analistas de sistema, programadores e integradores de software.

HARDWARE

E o que é um computador? É um equipamento eletrônico que processa as informações. Como funciona? Em poucas palavras, o computador:

1) Recebe dados de entrada;

2) Processa esses dados que entraram;

3) Armazena esses mesmos dados;

4) Devolve dados de saída para o usuário.

Organização Funcional do Computador

Os principais elementos de hardware em um sistema computacional podem ser agrupados nas seguintes categorias:

  • Unidade Central de Processamento (CPU) ou PROCESSADOR;

  • memória principal;

  • memória auxiliar, ou, outros dispositivos de armazenamento de dados;

  • dispositivos de entrada e saída de dados.

Os dados entram Equipamentos de Entrada, ou Periféricos, ou ainda, Dispositivos de Entrada. Todos os equipamentos que permitem a inserção de dados no computador são listados neste rol.

Exs: TECLADO, MOUSE, MICROFONE, SCANNER.

Com a entrada dos dados, eles serão processados dentro de um componente conhecido como microprocessador, ou somente processador. Ele fica na placa-mãe, dentro do gabinete.

Cuidado! Muitas pessoas chamam o gabinete de CPU. Isso é errado! O gabinete é a caixa metálica que centraliza todas as conexões do computador. Já a CPU é a unidade central de processamento.

Continuando. Para processar as informações, o computador precisa armazenar os dados. E é aí que entram os componentes eletrônicos conhecidos como memórias. Em um computador existem vários tipos de memórias: algumas que servem para guardar dados por alguns instantes, outras que armazenam dados por muito mais tempo.

Finalizando o processo, os dados saem pelos equipamentos conhecidos como equipamentos de saída de dados, ou periféricos de saída.

Exs: MONITOR, IMPRESSORA.

- GABINETE

É a parte mais importante do computador, podemos dizer que o gabinete é o computador propriamente dito. Dentro dele, há vários componentes que fazem o processamento da informação. Mas atenção, não chame o gabinete de CPU, pois são coisas diferentes (algumas pessoas, inclusive técnicos costumam chamar o gabinete de CPU porque esta – a CPU – está dentro do gabinete).

- MONITOR

É a tela que nos mostra as respostas que o computador nos dá. É um periférico de saída (pois a informação sai do computador para o usuário).

- TECLADO

Conjunto de teclas que permite que operemos o computador através de comandos digitados. É um periférico de entrada.

- MOUSE

Através dele, controlamos uma setinha que aponta para os itens na nossa tela. Também é um periférico de entrada.

- DENTRO DO GABINETE

São encontrados os componentes que formam o computador propriamente dito, como as memórias, o processador e o disco rígido, todos eles estão direta ou indiretamente ligados à placa mãe.

- PLACA MÃE

É uma grande placa de circuitos onde são encaixados os outros componentes, a Placa mãe recebe o processador, as memórias, os conectores de teclado, mouse e impressora, e muito mais (veja figura abaixo).

Para atingir o propósito de entender o funcionamento do PC de forma conexa, precisamos conhecer o componente que é justamente o responsável por integrar as diversas partes de um PC: a placa-mãe.

A Placa-mãe, também denominada mainboard ou motherboard, é uma placa de circuito impresso eletrônico. É considerado o elemento mais importante de um computador, pois tem como função permitir que o processador se comunique com todos os periféricos instalados. Na placa-mãe encontramos não só o processador, mas também a memória RAM, os circuitos de apoio, as placas controladoras, os conectores do barramento PCI e os chipset, que são os principais circuitos integrados da placa-mãe e são responsáveis pelas comunicações entre o processador e os demais componentes.

Em alguns casos, a placa-mãe já é fabricada com alguns componentes, dispensando sua compra posterior. Se uma placa-mãe já possui uma placa de vídeo fabricada em sua estrutura, não é necessário comprar uma outra placa de vídeo. Dizemos, portanto, que essa placa de vídeo é on-board.

A vantagem de ter componentes on-board é só tem uma: o custo. As placas-mãe com equipamentos on-board são mais baratas que as placas que nos obrigam a comprar os equipamentos posteriormente. Porém, quando um equipamento vem na placa mãe, seu desempenho é normalmente fraco e prejudica o restante do micro. Esses equipamentos normalmente exigem, para funcionar, de recursos da placa-mãe e do processador, diminuindo o desempenho geral da máquina

- O PROCESSADOR

O processador é o equipamento que funciona como cérebro do computador, realizando o processamento e o cálculo das informações que passam por ele. É composto de:

UC (Unidade de Controle)

ULA (Unidade Lógico-Aritmética)

Registradores

Exerce funções de controle das operações

- Envia a todos os componentes do computador um sinal elétrico regular - o pulso de "clock" - que fornece uma referência de tempo para todas as atividades e permite o sincronismo das operações internas.

É responsável pelos cálculos e operações de lógica

São as memórias mais rápidas de um computador e sua função é o armazenamento local e temporário dos dados que estão sendo processados.

- O clock é um pulso alternado de sinais de tensão, gerado pelos circuitos de relógio (composto de um cristal oscilador e circuitos auxiliares). A freqüência f do clock é medida em hertz. 1 Mhz (1 megahertz) equivale a um milhão de ciclos por segundo.

Há vários processadores atualmente no mercado. Os principais são fabricados por duas empresas concorrentes: A Intel e a AMD.

INTEL

AMD

- CELERON

- SEMPROM

- PENTIUM 4

- ATHLON XP

- PENTIUM M / CELERON M (notebooks)

- MOBILE ATHLON XP (notebooks)

- XEON (servidores)

- ATHLON 64

- ITANIUM (servidores)

- OPTERON (servidores)

Importante: a forma como a arquitetura de um processador foi elaborada faz com que ele se comunique apenas através de “chaves” positivas e negativas, assumindo valores 0 (zero) e 1 (um). Isso significa que para cada ordem que mandamos o processador executar, ele realiza milhares de operações apenas usando as “chaves” 0 e 1. A menor unidade de informação que um computador pode armazenar então, é este binômio 0 ou 1. À este tipo de informação chamamos Código Binário ou bit, que é a Linguagem de Máquina usada pelos computadores. Entretanto, utilizar o Bit como padrão para uma medida de tamanho de informação seria um tanto cansativo, pois as informações seriam medidas em milhares de bits. Por isso, a unidade padrão de medida na informática é o byte, que é o conjunto de 8 (oito) Bits. A um caractere, como uma letra, associamos um Byte. A partir deste conceito, foi criada uma nomenclatura para tratarmos com outras grandezas:

MEDIDA:

REPRESENTA O MESMO QUE:

Bit (b)

0 ou 1 - menor unidade de dado

Byte (B)

conjunto de 8 bits ou 1 caractere

Kilobyte (KB)

210 ou 1024 bytes

Megabyte (MB)

210 ou 1024 Kilobytes

Gigabyte (GB)

210 ou 1024 Megabytes

Terabyte (TB)

210 ou 1024 Gigabytes

Petabyte (PB)

210 ou 1024 Terabyte

Hexabyte (HB)

210 ou 1024 Petabyte

Exemplos: Hoje em dia, os discos rígidos têm suas capacidades medidas em Gigabyte (GB), enquanto as taxas de transferência de dados na internet são medidas em megabit por segundo (Mbps).

- TECNOLOGIAS DE PROCESSAMENTO

I

Pipelining

Processadores com pipeline são processadores que conseguem executar fases diferentes de várias instruções ao mesmo tempo. Processadores antigos não trabalhavam com pipelining. Esse processo foi adotado nos processadores modernos para otimizar o uso do processador, para que ele fique com menos áreas ociosas enquanto executa instruções.

II

Hyper-Threading

Tecnologia que permite que várias partes de um mesmo programa sejam executadas simultaneamente pelo processador. Programas podem ser feitos para rodar em partes separadas, as quais chamamos de thread. Um processador comum só pode executar uma thread de cada programa por vez. Quando executamos vários programas ao mesmo tempo, temos a ilusão de que todos eles estão sendo executados simultaneamente. Na verdade, o que ocorre é que o processador alterna entre a execução dos programas. Como isso é feito em frações de segundos, para nós, usuários, é como se estivessem de fato sendo executados simultaneamente. Portanto, processadores comuns precisam esperar o término da execução de uma thread para iniciar outra. Processadores equipados com Hyper-Threading permitem que antes do fim de uma thread seja iniciada a execução de outra thread. Isso é conseguido simulando-se a presença de mais processadores. O processador com Hyper-Threading “finge” ser dois processadores, quando na realidade, fisicamente é um só. Para o Hyper-Threading funcionar, tanto a placa-mãe como o BIOS e o sistema operacional do computador devem ser compatíveis.

III

Dual Core

Enquanto o HT simula a presença de dois processadores físicos, quando na verdade há apenas um, os processadores Dual Core são processadores que possuem, fisicamente, um núcleo duplo. Assim, eles podem trabalhar como dois processadores distintos, apesar de dividirem entre si os demais recursos, como, em alguns casos, a memória cache. Na prática, isso quer dizer que é possível executar mais de uma thread de forma realmente paralela. É possível iniciar a execução de duas threads ao mesmo tempo.

- O CHIPSET

Chipset

O componente central de uma placa-mãe é o chamado chipset. Chipset, na verdade, é o nome pelo qual é conhecido um conjunto de chips. Nas placas de CPU mais antigas, esses chips ficavam espalhados. Posteriormente reunidos, esses chips passaram a ser chamados de chipset.

O chipset divide-se em dois importantes chips:

  • Southbridge (PONTE SUL);

  • Northbridge (PONTE NORTE).

O chip Ponte Norte é responsável pela comunicação entre os componentes de maior velocidade do computador. É ele que faz a comunicação entre a CPU, a memória RAM e o slot AGP.

O chip Ponte Sul, por sua vez, estabelece a comunicação entre os principais dispositivos de entrada e saída por meio dos barramentos PCI, IDE e outros.

O chipset é uma espécie de controlador de tráfego da placa-mãe. Por ele passam todos os dados e instruções e é através dele que todos os barramentos conseguem se interconectar.

- OS BARRAMENTOS

A comunicação mais importante num computador se dá entre a CPU e a memória principal. Mas a CPU também tem que se comunicar com outros componentes, como os Dispositivos de Entrada e Saída e as outras memórias. Toda essa comunicação se dá pelos Barramentos de Sistema, que são linhas de comunicação que se estendem por todo o micro, atingindo grande parte de seus componentes.

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