Introducao Ao Hw

Introduo Cincia da Computao/Introduo ao HardwareDe Wikiversidade< Introduo Cincia da Computao

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O Hardware, Material ou Ferramental o nome que damos a parte fsica de um equipamento computacional. Ele se ope ao software, que consistiria na parte lgica, ou seja, o conjunto de dados e operaes realizados pelos equipamentos computacionais.O termo "hardware" no se refere apenas aos computadores pessoais, mas tambm aos equipamentos embarcados em produtos que necessitam de processamento computacional, como os dispositivos encontrados em equipamentos hospitalares, automveis, aparelhos celulares, dentre outros. Hoje alguns extrapolam o sentido para alm de componentes eletrnicos, considerando sistemas biolgicos por exemplo como hardware.

Na cincia da computao a disciplina que trata das solues de projeto de hardware conhecida como Arquitetura de Computadores.

Tabela de contedo1 Bit2 Arquiteturas de computadores

2.1 Arquitetura aberta2.2 Arquitetura fechada

3 Principais Componentes de um Computador 3.1 Display3.2 Placa-me (Motherboard)

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13-09-2009http://pt.wikiversity.org/wiki/Introdu%C3%A7%C3%A3o_%C3%A0_Ci%C3%AAncia_da_Computa%C3%A7%C3%A3o/Introdu%C3...

3.3 CPU 3.3.1 Microprocessador

3.4 Memria RAM3.5 Disco rgido (HD)3.6 Perifricos3.7 BIOS ou EFI3.8 Barramento3.9 Dispositivos de multimdia

4 Resumo5 Exerccios6 Ligaes externas

BitBit (simplificao para dgito binrio, BInary digiT em ingls) a menor unidade de informao usada na Computao e na Teoria da Informao. Os componentes de hardware de um computador trabalham unicamente com bits.Um bit considerado geralmente como um sinal eltrico, que pode assumir dois estados distintos (ligado ou desligado) que assumem os valores abstratos de 0 e 1. Toda informao de uma mquina computacional transformada em bits, que so manipulados e transformados no produto final conveniente.

Os bits so agrupados em forma de bytes. Um byte um conjunto de 8 bits, que de acordo com sua posio e seu estado de ligado/desligado, assumem um valor de dado especfico. Todas as combinaes possveis de oito bits podem ser encontrados em uma tabela ASCII.

Como os computadores trabalham com um grande volume de dados (e cada byte corresponde a "um caracter"), existem outras nomenclaturas para o agrupamento de bytes:

Prefixo Nome Quantidade de bytesKB kilobyte 210 = 10241

MB megabyte 220 = 10242

GB gigabyte 230 = 10243

TB terabyte 240 = 10244



Macintosh 512 KB

PC IBM antigo

Arquiteturas de computadoresA arquitetura dos computadores pode ser definida como "as diferenas na forma de fabricao dos computadores". Com a popularizao das mquinas computacionais surgiu a necessidade de integrao de diversos equipamentos de fabricantes muitas vezes diferentes, o que levou criao de padres de arquitetura. Das diversas arquiteturas j construdas, duas foram as que mais se popularizaram: o PC(Personal Computer ou em portugus Computador Pessoal), desenvolvido pela empresa IBM, que tornou-se o padro dominante atualmente e o Macintosh desenvolvido pela empresa Apple. Estas duas arquiteturas serviro para compreendermos os dois modelos de arquitetura: aberta e fechada.

Arquitetura aberta

A arquitetura aberta, (a actualmente mais utilizada, criada inicialmente pela IBM) consiste em permitir que outras empresas fabriquem computadores com a mesma arquitetura permitindo que o usurio tenha uma gama maior de opes e possa montar seu prprio computador de acordo com suas necessidades e com custos que se enquadrem com cada usurio. No entanto, podem ocorrer problemas como conflito de hardware, pirataria e o surgimento de assistncia pseudo-tcnica.

Arquitetura fechada

A arquitetura fechada, consiste em no permitir, ou ter controle sobre as empresas que fabricam computadores dessa arquitectura, isso faz com que os conflitos de hardware diminuam muito fazendo com que o computador funcione mais rpido e aumentando a qualidade do computador. No entanto, nesse tipo de arquitetura o utilizador est restringido a escolher de entre os produtos da empresa e no pode montar o seu prprio computador.

Neste momento a Apple no pertence exactamente a uma arquitectura fechada, mas a ambas as arquitecturas, sendo a nica empresa que produz computadores que podem correr o seu sistema operativo de forma legal, mas tambm fazendo parte do mercado de compatveis IBM.

Principais Componentes de um ComputadorChamaremos para convenincia partir de agora, todo e qualquer mquina computacional (de qualquer origem) de computador, e apenas faremos distino quando se torne necessrio. Analisaremos agora como um computador comum eletrnico projetado. Logicamente, estas especificaes so



Viso detalhada de um computador moderno tpico:

Display1.Placa-Me2.

CPU (Microprocessador)3.Memria RAM4.

Cartes de expanso5.Energia6.

Leitor de disco7.Disco Rgido(HD)8.

Teclado9.Mouse10.

Jaguar V motherboard de 1993[1] (http://redhill.net.au/b/b-93.html) .

vlidas para computadores eletrnicos somente, e podem conter variaes de fabricante para fabricante. No entanto o seu estudo serve para reconhecermos os componentes geralmente necessrios e utilizados para atividades computacionais.

Display

Podemos chamar de Display qualquer componente computacional que serve para visualizao dos dados inseridos e processados pelo computador. Como seres humanos no podem trabalhar com os dados processados de forma binria, necessrio haver uma converso destes dados para uma interface humana que permita visualizar e manipular os dados, sem a necessidade de mexer diretamente com os sinais eltricos que representam estes dados. A formas mais conhecidas de display a tela do computador (monitor).

Placa-me (Motherboard)Placa-me, tambm denominada mainboard ou motherboard, uma placa de circuito impresso eletrnico/electrnico. considerado o elemento mais importante de um computador, pois tem como funo permitir que o processador se comunique com todos os perifricos instalados. Na placa-me encontramos no s o processador, mas tambm a memria RAM, os circuitos de apoio, as placas controladoras, os conectores do barramento PCI e os chipset, que so os principais circuitos integrados da placa-me e so responsveis pelas comunicaes entre o processador e os demais componentes.

CPU

CPU (Central Processing Unit, ou Unidade Central de Processamento) ou processador a parte de um computador que interpreta e leva as instrues contidas no software. Na maioria das CPUs, essa tarefa dividida entre uma unidade de controle que dirige o fluxo do programa e uma ou mais unidades de execuo que executam operaes em dados.



Microprocessador Intel 80486DX2 (tamanho: 126.75 mm)

Arquitetura interna de um microprocessador dedicado para

processamento de imagens de ressonncia magntica, a

fotografia foi aumentada 600

Quase sempre, uma coleo de registros includa para manter os operadores e intermediar os resultados.

Quando cada parte de uma CPU est fisicamente em um nico circuito integrado ela chamada de microprocessador. Praticamente todas as CPU's fabricadas hoje so microprocessadores.O termo CPU freqentemente usado de forma pouco precisa para incluir outras partes centricamente importantes de um computador, tais como caches e controladores de entrada/sada, especialmente quando aquelas funes esto no mesmo chip microprocessador da CPU.

Os fabricantes de computadores de mesa com frequncia equivocadamente descrevem como CPU o computador pessoal inteiro, chamando-o de a unidade de sistema ou algumas vezes a caixa branca, incluindo o gabinete do computador e os componentes slidos (termo genrico "hardware" em ingls) que ele contm. Corretamente, a CPU, como unidade funcional, aquela parte do computador que realmente executa as instrues (somar, subtrair, multiplicar, mudar de posio, etc.)

Uma famlia de esquemas (ou desenho interno) de uma CPU frequentemente referida como uma "arquitetura de CPU".

Microprocessador

O microprocessador moderno um circuito integrado formado por uma camada chamada de mesa epitaxial de silcio, trabalhada de modo a formar um cristal de extrema pureza, laminada at uma espessura mnima com grande preciso, depois cuidadosamente mascarada por um processo fotogrfico e dopada pela exposio a altas temperaturas em fornos que contm misturas gasosas de impurezas. Este processo repetido tantas vezes quanto necessrio formao da microarquitetura do componente.

Responsvel pelo processamento de dados e instrues do sistema, o microprocessador, escolhido entre as dezenas disponveis no mercado, determina em certa medida a capacidade de processamento do computador e tambm o conjunto primrio de instrues que ele compreende. O sistema operativo construdo sobre este conjunto.O prprio microprocessador subdivide-se em vrias unidades, consoante a arquitectura. ALU (Aritmetic and Logical Unit), unidade responsvel pelos clculos aritmticos e lgicos e os registros so parte integrante do microprocessador na famlia 80x86, por exemplo.



vezes, sob luz ultravioleta para se enxergar os detalhes

Diferentes tipos de RAM. A partir do alto: DIP, SIPP,

SIMM 30 pin, SIMM 72 pin, DIMM (168-pin), DDR

DIMM (184-pin)

Embora seja a essncia do computador, o microprocessador est longe de ser um computador completo. Para que possa interagir com o usurio necessrio que o microprocessador utilize os diversos outros componentes do computador.

Memria RAM

Memria RAM (Random Access Memory), ou memria de acesso aleatrio (randmico), um tipo de memria de leitura e escrita utilizada em sistemas eletrnicos digitais. O termo acesso aleatrio identifica a capacidade de acesso a qualquer posio em qualquer altura, por oposio ao acesso sequencial imposto por alguns dispositivos de armazenamento. Esta uma memria voltil, e todo o seu contedo perdido quando a alimentao da memria desligada.

Algumas memrias RAM necessitam que os seus dados sejam frequentemente refrescados (atualizados), podendo ento ser designadas por DRAM (Dynamic RAM) ou RAM Dinmica. Por oposio, aquelas que no necessitam de refrescamento so normalmente designadas por SRAM (Static RAM) ou RAM Esttica.

Do ponto de vista da sua forma fsica, uma memria RAM pode ser constituida por um circuito integrado DIP ou por um mdulo SIMM, DIMM, SO-DIMM, etc.

A capacidade de uma memria medida em Bytes, kilobytes, megabytes ou gigabytes.

A velocidade de funcionamento de uma memria medida em Hz ou MHz. Este valor est relacionado com a quantidade de blocos de dados que podem ser transferidos durante um segundo. Existem no entanto algumas memrias RAM que podem efetuar duas transferncias de dados no mesmo ciclo de relgio, duplicando a taxa de transferncia de informao para a mesma frequncia de trabalho.

A memria de trabalho de um computador constituda por RAM. nesta memria que so carregados os programas em execuo e os respectivos dados do utilizador. Uma vez que se trata de memria voltil, os seus dados so perdidos quando o computador desligado. Para evitar perdas de dados, necessrio salvar a informao para suporte no voltil (por ex. disco rgido).

Para acelerar os acessos a memria de trabalho, utiliza-se normalmente uma memria cache.

Disco rgido (HD)



Disco rgido moderno aberto

Disco rgido, popularmente chamado de HD (do ingls Hard Disk; o termo "winchester" h muito j caiu em desuso), a parte do computador onde so armazenadas as informaes, ou seja, a "memria permanente" propriamente dita (no confundir com "memria RAM"). caracterizado como memria fsica, no-voltil, que aquela na qual as informaes no so perdidas quando o computador desligado.

O disco rgido um sistema lacrado contendo discos de metal recobertos por material magntico onde os dados so gravados atravs de cabeas, e revestido externamente por uma proteo metlica que presa ao gabinete do computador por parafusos. nele que normalmente gravamos dados (informaes) e a partir dele lanamos e executamos nossos programas mais usados.

Este sistema necessrio porque o contedo da memria RAM apagado quando o computador desligado. Desta forma, temos um meio de executar novamente programas e carregar arquivos contendo os dados da prxima vez em que o computador for ligado. O disco rgido tambm chamado de memria de massa ou ainda de memria secundria. Nos sistemas operativos mais recentes, o disco rgido tambm utilizado para expandir a memria RAM, atravs da gesto de memria virtual.

Existem vrios tipos de discos rigidos diferentes: IDE/ATA, Serial_ATA, SCSI, Fibre channel.

Perifricos

Perifricos so aparelhos ou placas que enviam ou recebem informaes do computador.

Em informtica, o termo perifrico aplica-se a qualquer equipamento acessrio que seja conectado CPU (unidade central de processamento). So exemplos de perifricos as impressoras, o scanner, leitores e ou gravadores de CDs e DVDs, leitores de cartes e disquetes, mouse, teclado, Webcams, dentre outros.

Cada perifrico tem sua funo definida e executa ou envia tarefas ao computador de acordo com essa funo. Dentre muitos perifricos existentes podemos citar teclado (envia ao computador informaes digitadas pelo operador), mouse (permite o envio de informaes por meio do acionamento de botes virtuais) impressora (recebe informao do computador e imprime essas informaes no papel), placa de Som (recebe informaes de som vindas do processador e envia caixa de som), sistemas sensveis ao toque, calor, luz, impressoras, modem, culos de simulao, controladores de jogos (joystick), caixas de som, etc.Existem trs tipos de perifricos: os perifricos de entrada (enviam informao para o computador teclado, mouse, microfone); os perifricos de sada (recebem informao do computador monitor, impressora, colunas, headfones); e os perifricos mistos (enviam/recebem informao para/do computador ecrans tacteis, cd's, dvd's, telefones VOIP).



Chip de BIOS do tipo PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier),

encontrado em placas-me modernas

BIOS ou EFI

BIOS, em computao, a sigla para Basic Input/Output System (Sistema Bsico de Entrada/Sada) ou Basic Integrated Operating System (Sistema de Operao Bsico Integrado). A BIOS o primeiro programa executado pelo computador ao ser inicializado. Sua funo primria preparar a mquina para que outros programas, que podem estar armazenados em diversos tipos de dispositivos (discos rgidos, disquetes, CDs, etc) possam ser executados. A BIOS armazenada num chip ROM (Read-Only Memory, Memria de Somente Leitura) localizado na placa-me, chamado ROM BIOS.

EFI (Extended Firmware Interface) uma interface criada pela Intel para substituir o velho BIOS.

Barramento

Barramento um conjunto de linhas de comunicao que permitem a interligao entre dispositivos, como o CPU, a memria e outros perifricos.

O desempenho do barramento medido pela sua largura de banda (quantidade de bits que podem ser transmitidos ao mesmo tempo).

Dispositivos de multimdia

Dispositivos de multimdia so equipamentos que criam uma interao entre o usurio e o microcomputador que ele opera.

Durante os anos 90 houve uma grande expanso no mercado de multi-midia para microcomputadores pessoais, a chegada de novos padres de compactao sonora (MP3) e de compactao de vdeo (MPG, MP4, AVI etc.) tornaram ento atrativos os "set's" de multimidia.

Hoje temos uma variedade de dispositivos enorme que engloba desde placas de som com diversos canais (compatveis com padres Dolbi-sorround por ex.) alm de placas de vdeo de alta performance que renderizam imagens em altas resolues e com os efeitos mais modernos da indstria visual.

ResumoHardware, Material ou Ferramental a parte fsica da mquina computacional, ou seja, o conjunto de componentes eletrnicos, circuitos integrados e placas, que se comunicam atravs de barramentos. Em contraposio ao hardware, o software a parte lgica, ou seja, o conjunto de instrues e dados que processado pelos circuitos eletrnicos do hardware.



1.

2.

3.

4.

Os computadores comuns so constitudos de diversos componentes. Entre eles podemos enumerar o processador, o disco rgido, as memrias e os componentes de multimdia.

ExercciosResponda as questes abaixo, declarando se so verdadeiras ou falsas:

Voc pode se considerar apto a mudar para o prximo mdulo se obtiver 90% de aproveitamento (4 acertos).

Computadores so formados por dois tipos de componentes: software e hardware.

VERDADEIRO.FALSO.

Hardware so programas que atuam sob uma plataforma de software.

VERDADEIRO.FALSO.

CPU refere-se ao gabinete do computador, com todos os seus componentes internos.

VERDADEIRO.FALSO.

Perifricos so aparelhos ou placas que enviam ou recebem informaes do computador.

VERDADEIRO.FALSO.



5. H trs tipos de memria: RAM, ROM e REM.

VERDADEIRO.FALSO.

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Ligaes externasClube do Hardware (http://www.clubedohardware.com.br/) Guia do Hardware (http://www.guiadohardware.net/) Infowester (http://www.infowester.com/hardware.php) IBM (http://www.ibm.com.br) Apple (http://www.apple.com.br)

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