COMPOSIÇÃO DE UM

COMPUTADOR

INDICE

1. Caixa…………………………………...3

2. Motherboard…………………….…18

3. Memória………………………………37

4. Disco Rígido……………………....46

Caixa do ComputadorNão existe um registo de como a caixa do computadorsurgiu. Na verdade, acredita-se que a necessidade deagregar recursos funcionais de alguns usuários motivou asprimeiras modificações estruturais nas caixas doscomputadores.

O objectivo inicial destas modificações era melhorar arefrigeração interna dos computadores através de aberturade passagens de ar, adaptação de ventiladores auxiliaresna estrutura das caixas dos computadores e instalação desistemas de refrigeração.

Ainda assim, a busca pelo melhor e maior desempenho deplacas e componentes (hardware) desses computadores, apartir da utilização de programas (softwares) maisexigentes (como jogos, modeladores 3D dentre outros),tornou cada vez mais urgente a criação da caixa docomputador.

As modificações estéticas também tornaram-se bastantecomuns. Pinturas personalizadas, painéis de acrílico e luzescoloridas passaram a ser bastante utilizadas pelosaficionados, ou modders como são conhecidos.

Percebendo esta tendência, a indústria passou a produzirlinhas de produtos específicos para a caixa do computador.Hoje em dia é possível encontrar no comércio especializadopeças para computador em cores variadas, caixa docomputadores com janelas transparentes e sistemas derefrigeração de alto-desempenho como é possível ver naimagem acima.

Mas os dois grandes diferenciadores na prática da caixa docomputador são, em primeiro lugar, a auto execução: ondeo próprio usuário cria e executa o seu projecto, segundo assuas necessidades e senso estético onde cada máquinatorna-se assim, uma peça única e estilizada pelo próprio.

Modificações principais:

Window mods: Consiste em colocar uma janela num dospainéis do caixa do computador. É mais frequente no painelesquerdo, e menos frequente no painel superior. Estamodificação é tão popular que muitas fábricas de caixasagora oferecem a caixa dos computadores com janelas pré-instaladas. Algumas companhias também oferecem caixasfeitas de materiais transparentes devido à sua aparência.

Lighting mods: Consiste em iluminar o caixa do computadorpor dentro ou por fora. É normalmente feito com LEDs elâmpadas cold cathode. As luzes podem estar combinadascom controladores de som que fazem as luzes pulsar deacordo com o som. Cold cathode são longos tubos de luzque geralmente produzem muito pouco calor. Lightingmods são frequentemente combinados com os windowmods para iluminar os componentes.

Cooling mods: Muitas modificações podem estarrelacionadas a esta categoria. A mais comum ésimplesmente furar um buraco para colocar uma novaventoinha, ou simplesmente instalar uma. Outrasmodificações incluem condutas de ar, arrefecimento à basede líquidos (chamado de water cooling), e abrir buracospara promover uma melhor circulação do ar. Essasmodificações são frequentemente feitas por overclockerspara obter um melhor desempenho dos componentesquentes.

Pintura em spray: Pintar a caixa é outro método dedistinguir o seu trabalho dos restantes. A pintura em sprayé o método mais comum. O acabamento não pode sercomparado com a pintura automóvel mas é uma maneirasimples de mudar a aparência da caixa.

Tipos de modificações

“Peripheal mods”: Periféricos como o teclado, rato, e ascolunas são às vezes pintados ou até modificados paracombinar com a caixa do computador. Alguns casemodders,para tornarem o computador mais portátil e conveniente,instalam altifalantes e pequenas telas de LCD na caixa.

“Case building/Scratch building”: Algumas pessoastambém podem construir a sua caixa do computador dozero. Alguns fazem disso um trabalho de arte, outros fazemo caixa do computador parecer algo diferente, como umacaixa de madeira ou um carro, recorrendo à suaimaginação.

“Component modding”: Consiste em modificar oscomponentes do computador. Um exemplo é a recolocaçãode botões de drives ópticos. Também é frequente a

combinação com "stealthing", que esconde a visibilidade dodrive de cd, com uma placa.

“Laptop modding”: Laptops podem ser modificados tantoquanto uma caixa de computador comum. A maioria doslaptop modificados consiste numa pintura ou acabamento.Alguns também preferem gravar ou cortar desenhos atrásda tela do laptop. Para evitar violação de garantias,adesivos podem ser comprados, e também são fáceis deremover.

Fonte de alimentação

Uma fonte de alimentação é um aparelho ou dispositivoelectrónico constituído por quatro blocos de componenteseléctricos: um transformador de força (que aumenta oureduz a tensão), um circuito rectificador, um filtrocapacitivo e/ou indutivo e um regulador de tensão.

Uma fonte de alimentação é usada para transformar aenergia eléctrica sob a forma de corrente alternada (CA) darede numa energia eléctrica de corrente contínua, maisadequada para alimentar cargas que precisem de energiaCC.

Numa fonte de alimentação do tipo linear, a tensãoalternada da rede eléctrica é aumentada ou reduzida porum transformador, rectificada por díodos ou ponte dedíodos rectificadores para que somente os ciclos positivosou os negativos possam ser usados, a seguir estes sãofiltrados para reduzir o ripple (ondulação) e finalmenteregulados pelo circuito regulador de tensão.

Motherboards

A placa mãe (do inglês: mainboard ou motherboard )é aparte do computador responsável por conectar e interligartodos os componentes do computador, ou seja,processador, memória RAM, disco rígido, placa gráfica,entre outros.

Além de permitir o tráfego de informação, a placa tambémalimenta alguns periféricos com a energia eléctrica querecebe da fonte do gabinete.

Tipos de motherboardsAT

AT: é a sigla para Advanced Technology. Trata-se de umtipo de placa-mãe já antiga. Seu uso foi constante de 1983até 1996. Um dos factores que contribuíram para que opadrão AT deixasse de ser usado (e o ATX fosse criado), éo espaço interno reduzido, que com a instalação dos várioscabos do computador (flat cable, alimentação), dificultavama circulação de ar, acarretando, em alguns casos danos

permanentes à máquina devido ao super aquecimento. Issoexigia grande habilidade do técnico montador paraaproveitar o espaço disponível da melhor maneira. Alémdisso, o conector de alimentação da fonte AT, que é ligadoà placa-mãe, é composto por dois plugs semelhantes (cadaum com seis pinos), que devem ser encaixados lado a lado,sendo que os fios de cor preta de cada um devem ficarlocalizados no meio. Caso esses conectores sejaminvertidos e a fonte de alimentação seja ligada, a placa-mãe será fatalmente queimada. Com o padrão AT, énecessário desligar o computador pelo sistema operacional,aguardar um aviso de que o computador já pode serdesligado e clicar no botão "Power" presente na partefrontal do gabinete. Somente assim o equipamento édesligado. Isso se deve a uma limitação das fontes AT, quenão foram projectadas para fazer uso do recurso dedesligamento automático. Os modelos AT geralmente sãoencontrados com slots ISA, EISA, VESA nos primeiromodelos e, ISA e PCI nos mais novos AT (chamando debaby AT quando a placa-mãe apresenta um tamanho maisreduzido que os dos primeiros modelos AT). Somente umconector "soldado" na própria placa-mãe, que no caso, é odo teclado que segue o padrão DIN e o mouse utiliza aconexão serial. Posição dos slots de memória RAM esoquete de CPU sempre em uma mesma região na placa-mãe, mesmo quando placas de fabricantes diferentes. Nasplacas AT são comuns os slots de memória SIMM ouSDRAM, podendo vir com mais de um dos padrões namesma placa-mãe. Embora cada um destes tenha de serutilizado individualmente.

ATXATX é a sigla para "Advanced Technology Extended". Pelonome, é possível notar que trata-se do padrão ATaperfeiçoado. Um dos principais desenvolvedores do ATX foi

a Intel. O objetivo do ATX foi de solucionar os problemas dopadrão AT (citados anteriormente), o padrão apresentauma série de melhorias em relação ao anterior.Actualmente a maioria dos computadores novos vêmbaseados neste padrão. Entre as principais característicasdo ATX, estão:

1. o maior espaço interno, proporcionando umaventilação adequada,

2. conectores de teclado e mouse no formato mini-DINPS/2 (conectores menores)

3. Conectores serial e paralelo ligados directamente naplaca-mãe, sem a necessidade de cabos,

4. Melhor posicionamento do processador, evitando que omesmo impeça a instalação de placas de expansão porfalta de espaço.

BABY ATComo o nome leva a deduzir, é uma versão de tamanhoreduzido da placa-mãe padrão AT original. Essa redução foipossível com miniaturização de muitos componentesinternos.

BTXÉ um formato de motherboards criado pela Intel e lançadoem 2003 para substituir o formato ATX. O objectivo do BTXfoi aperfeiçoar o desempenho do sistema e melhorar aventilação interna. Actualmente, o desenvolvimento dessepadrão está parado.

ITXÉ um padrão de placa-mãe criado em Outubro de 2001 pela

VIA Technologies. Destinada a computadores altamenteintegrados e compactados, com a filosofia de oferecer não ocomputador mais rápido do mercado, mas sim o maisbarato, já que na maioria das vezes as pessoas usam umcomputador para poder navegar na Internet e editar textos.

A intenção da placa ITX é ter tudo on-board, ou seja, vídeo,áudio, modem e rede integrados na placa-mãe.

Outra diferença dessa placa-mãe está em sua fonte dealimentação. Como possui menos periféricos, reduzindoassim o consumo de energia, sua fonte de alimentaçãopode ser fisicamente menor, possibilitando montar umcomputador mais compacto.

LPX

As placas padrão LPX possuem uma característica que astorna facilmente identificáveis: Possui uma placa "em pé"que se encaixa numa conexão específica da placa principal.Nesta placa é encaixada as demais placas do computador.Formato de placas-mãe usado por alguns PCs "de marca"como por exemplo Compaq. Seu principal diferencial é nãoter slots. Os slots estão localizados em uma placa a parte,também chamada "backplane", que é encaixada à placa-mãe através de um conector especial. Seu tamanho padrãoé de 22 cm x 33 cm. Existe ainda um padrão menor,chamado Mini LPX, que mede 25,4 cm x 21,8 cm. Essepadrão foi criado para permitir PCs mais "finos", já que asplacas de expansão em vez de ficarem perpendiculares àplaca-mãe, como é o normal, ficam paralelas. Após o

padrão de placas-mãe ATX ter sido lançado, uma versão doLPX baseada no ATX foi lançada, chamada NLX.Visualmente falando é fácil diferenciar uma placa-mãe LPXde uma NLX. No padrão LPX o conector para a placa deexpansão (backplane) está localizado no centro da placa-mãe e este é um conector parecido com um slot (conector"fêmea"). Já no padrão NLX o conector para a placa deexpansão está localizado em uma das laterais da placa, e éum contato de borda contendo 340 pinos, similar ao usadopor placas de expansão (ou seja, é um conector "macho").

NLXA placa-mãe NLX foi criada para microcomputadores queusam processadores Pentiun III e 4. Este design agrupa osmelhores recursos do ATX e do LPX.

FuncionamentoA placa-mãe realiza a interconexão das peças componentesdos microcomputadores. Assim, processador, memória,placa de vídeo, disco rígido, teclado, mouse, etc. estãoligados directamente à placa-mãe. Ela possui diversoscomponentes electrónicos (circuitos integrados,condensadores, resistências, etc.) e entradas especiais(slots) para que seja possível conectar os váriosdispositivos. A manutenção é feita por pessoas treinadas,técnicos e engenheiros da área. Uma forma de removeralgumas sujeiras e oxidação simples, que qualquer pessoapode fazer é a lavagem com algo isopropílico. Mas, tambémse deve ter um conhecimento mínimo de montagem emanutenção de microcomputadores.

COMPONENTES

A placa-mãe pode variar conforme o modelo e fabricante,mas há componentes que se mantêm. Vamos destacar osmais importantes componentes de uma placa mãe:

Processador (conectado ao soquete)

Memória RAM

Bios (memória ROM)

Bateria

Chipset (norte e sul)

Conectores

Slots de expansão (PCIe PCI, ISA, AGP...)

Conector IDE

Conector SATA

Conector Rato(pt)

Conector Teclado

Conector Impressora (porta paralela)

Conector USB

O processador fica encaixado no soquete devendo observarque uma placa-mãe não aceita qualquer tipo deprocessador, pois é desenvolvida para soquetes específicos.Cada tipo de processador tem características que odiferenciam de outros modelos, a quantidade de pinos, porexemplo, ou o barramento da ponte norte. Assim sendo, aplaca-mãe deve ser desenvolvida para aceitar determinadosprocessadores.

As placas-mãe mais antigas trabalhavam com tecnologiaconhecida com SDR SDRAM e a DDR, atualmente o padrãomais usado é o DDR3.

Com relação à capacidade de instalação de memória RAMnas placas-mãe mais antigas chegavam a 32 MB ou 64 MB,entretanto hoje não é dificil achar computadores commódulos de memória com 1 GB ou 2 GB, podendo chegarem algumas placas para servidor a 128 GB

BIOSBIOS (Basic Input Output System) é um tipo de chip(Flash-ROM) que contém um pequeno software responsávelpor controlar o uso dos dispositivos e mantém informaçõesde data e hora. O BIOS trabalha junto com o POST (PowerOn Self Test), um software que testa os componentes domicro em busca de eventuais erros. Podemos alterar asconfigurações de hardware através do Setup, uma interfacetambém presente na Flash-ROM.

Bateria

Bateria de Lítio CR2032 3V

A bateria interna do tipo Lítio(bateria de lítio) CR2032 tema função de manter as informações da Flash-ROM(EEPROM) armazenadas enquanto o computador estádesligado (somente em placas-mãe antigas, nas atuais suaprincipal função é manter o relógio interno funcionando). Abateria de lítio tem voltagem de três volts e serve paramanter o funcionamento sem atrasar o relógio e outroscomponentes como as informações gravadas na BIOS.

CHIPSETSouthbridge da placa-mãe

Northbridge da placa-mãe

Chipset é um chip (ou conjunto de chips) responsável pelocontrole de diversos dispositivos de entrada e saída como obarramento de comunicação do processador, o acesso àmemória, o acesso ao disco rígido, periféricos on-board eoff-board, comunicação do processador com a memóriaRAM e entre outros componentes da placa-mãe.Geralmente, é dividido em southbridge e northbridge.

O northbridge faz a comunicação do processador com asmemórias, através do barramento de comunicação externado processador, e com os barramentos de alta velocidadeAGP e PCI Express. Como ele faz o trabalho mais pesado,geralmente requer um dissipador de calor devido ao seuaquecimento elevado.

O southbridge geralmente é responsável pelo controle dedispositivos de entrada ou saída (I/O) como as interfacesIDE que ligam os discos rígidos, os drives de CD-ROM edrives de DVD-ROM ao processador. Controlam também asinterfaces Serial ATA. Geralmente cuidam também docontrole de dispositivos on-board como o som.

Slots de expansão

Algumas tecnologias foram desenvolvidas para dar maiorflexibilidade aos computadores pessoais uma vez que cadacliente pretende utiliza-lo para um fim específico.

ControladoresOn-board: como o próprio nome diz, o componente on-board vem directamente conectado aos circuitos da placamãe, funcionando em sincronia e usando capacidade doprocessador e memória RAM quando se trata de vídeo,som, modem e rede. Tem como maior objetivo diminuir opreço das placas ou componentes mas, em caso de defeitoo dispositivo não será recuperável, no caso de modemAMR, basta trocar a "placa" do modem AMR com defeitopor outra funcionando, pois, este é colocado em um slotAMR na placa-mãe. São exemplos de circuitos on-board:vídeo, modem, som e rede.

Off-board: são os componentes ou circuitos que funcionamindependentemente da placa mãe e por isso, sãoseparados, tendo sua própria forma de trabalhar e nãousando o processador, geralmente, quando vídeo, som,modem ou rede, o dispositivo é "ligado" a placa-mãeusando os slots de expansão para isso, têm um preço maiselevado que os dispositivos on-board, sendo quase quetotalmente o contrário em todos os aspectos do tipo on-board, ou seja, praticamente todo o processamento érealizado pelo próprio chipset encontrado na placa dodispositivo.

Fonte: WikipediaAutores: João Rocha, Arturo Rodrigues, João Veiga. Francisco Carneiro

CPU (Control Processing Unit)São componentes essenciais do computador o seuprocessador em conjunto com o cooler. Existem vários tipose modelos adequados à dimensão do computador emcausa, mas que neste capítulo iremos descrever de formagenérica.

ProcessadorO microprocessador, popularmente chamado deprocessador, é um circuito integrado que realiza as funçõesde cálculo e tomada de decisão de um computador. Todosos computadores eequipamentos eletrônicosbaseiam-se nele para executaras suas funções. Podemosdizer que o processador é océrebro do computador porrealizar todas estas funções, etornar o computadorinteligente.

Um microprocessador incorpora as funções de uma unidadecentral de computador (CPU) num único circuito integrado,ou no máximo alguns circuitos integrados. É um dispositivomultifuncional programável que aceita dados digitais,processa de acordo com as instruções armazenadas na suamemória, e fornece resultados como saída.Microprocessadores operam com números e símbolosrepresentados no sistema binário.

O microprocessador moderno é um circuito integradoformado por uma camada chamada de mesa epitaxial desilício, trabalhada de modo a formar um cristal de extremapureza, laminada até uma espessura mínima com grandeprecisão, depois cuidadosamente mascarada por umprocesso fotográfico e dopada pela exposição a altastemperaturas em fornos que contêm misturas gasosas de

Fonte: WikipediaAutores: João Rocha, Arturo Rodrigues, João Veiga. Francisco Carneiro

impurezas. Este processo é repetido tantas vezes quantonecessário à formação da microarquitetura do componente.

Responsável pela execução das instruções num sistema, omicroprocessador, escolhido entre os disponíveis nomercado, determina, em certa medida a capacidade deprocessamento do computador e também o conjuntoprimário de instruções que ele compreende. O sistemaoperativo é construído sobre este conjunto.

O próprio microprocessador subdivide-se em váriasunidades, trabalhando em altas frequências. A ULA(Unidade Lógica Aritmética), unidade responsável peloscálculos aritméticos e lógicos e os registradores são parteintegrante do microprocessador na família x86, porexemplo.

Embora seja a essência do computador, o microprocessadordiferente do microcontrolador, está longe de ser umcomputador completo. Para que possa interagir com outilizador precisa de: memória, dispositivos deentrada/saída, um temporizador, controladores econversores de sinais, entre outros. Cadaum desses circuitos de apoio interage demodo peculiar com os programas e, dessaforma, ajuda a moldar o funcionamentodo computador.

Video explicativo do que é um microprocessador

CoolerAos dissipadores dotados de uma ventoinha acoplada nassuas estruturas dá-se o nome de cooler,sendo esses soluções ativas derefrigeração, enquanto que osdissipadores sem ventoinha sãopassivos. Os dissipadores dotados deventoinhas propiciam a dissipação deenergia térmica de forma muito mais

Fonte: WikipediaAutores: João Rocha, Arturo Rodrigues, João Veiga. Francisco Carneiro

eficiente que os dissipadores passivos, que contam apenascom o fenômeno de convecção térmica para auxiliá-los natarefa.

Um dissipador térmico, dissipador de energia térmica oupromotor de calor, mais conhecido - de forma poucoadequada - por dissipador de calor, é um objeto de metalgeralmente feito de cobre ou alumínio, que, pelo fenômenoda condução térmica, pretende maximizar, via presença deuma maior área por onde um fluxo térmico possa ocorrer, ataxa de dissipação térmica - ou seja, de calor - entrequalquer superfície com a qual esteja em contato térmico eo ambiente externo. Dissipadores térmicos têm por objetivogarantir a integridade de equipamentos que podem sedanificar caso a expressiva quantidade de energia térmicagerada durante os seus funcionamentos não seja delesremovida e dissipada em tempo útil.

Um dissipador térmico é essencialmente usado nos casosem que a fonte de energia térmica implique por si só umaelevada radiação térmica, por exemplo em circuitoseletrônicos com elevado grau de integração ou emcomponentes de hardware de equipamentos que satisfazemo requisito, como as unidades centrais de processamentode computadores e jogos de vídeo, processadores gráficos,e outros. Em essência, o dissipador busca estabelecer umamaior condutividade térmica entre os sistemas integrados eo ambiente externo de forma que a taxa de dissipação deenergia térmica requisitada ao componente não implique,entre o ambiente externo e o interno,uma diferença de temperaturas que possacomprometer a estrutura interna docomponente.

Video explicativo de como montar um cooler.

MEMÓRIA

INTRODUÇÃOMemória é um termo genérico usado para designar aspartes do computador ou dos dispositivos periféricos ondeos dados e programas são armazenados. Sem umamemória de onde os processadores podem ler e escreverinformações, não haveria nenhum computador digital deprograma armazenado.

A memória do computador pode ser dividida em duascategorias:

· Principal: de acesso mais rápido, mas de capacidade maisrestrita. Armazena informações temporariamente duranteum processamento realizado pela UCP.

· Secundária: de acesso mais lento, mas de capacidadebem maior. Armazena grande conjunto de dados que amemória principal não suporta.

UNIDADE BÁSICA DE MEMÓRIAO computador só pode identificar a informação através desua restrita capacidade de distinguir entre dois estados, porexemplo, algo está magnetizado num sentido ou estámagnetizado no sentido oposto. A uma dessas opções ocomputador associa o valor 1, e ao outro estado, o valor 0.

Os dígitos 0 e 1 são os únicos elementos do sistema denumeração de base 2, sendo então chamados de dígitosbinários, ou abreviadamente, bit. Entenda-se por bit aunidade básica de memória, ou seja, a menor unidade deinformação que pode ser armazenada num computador.

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ORGANIZAÇÃO DA MEMÓRIA

Como o valor de um bit tem pouco significado, as memóriassão estruturadas e divididas em conjuntos ordenados debits, denominados células, cada uma podendo armazenaruma parte da informação. Se uma célula consiste em k bitsela pode conter uma em 2k diferente combinação de bits,sendo que todas as células possuem a mesma quantidadede bits.

Cada célula deve ficar num local certo e sabido, ou seja, acada célula associa-se um número chamado de seuendereço. Só assim torna-se possível a busca na memóriaexatamente do que se estiver querendo a cada momento

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(acesso aleatório). Sendo assim, célula pode ser definidacomo a menor parte de memória endereçável.

Se uma memória tem n células o sistema deendereçamento numera as células sequencialmente a partirde zero até n-1, sendo que esses endereços são fixos erepresentados por números binários. A quantidade de bitsnum endereço está relacionado a máxima quantidade decélulas endereçáveis. Por exemplo, se um endereço possuim bits o número máximo de células directamenteendereçáveis é 2m.

A maioria dos fabricantes de computador padronizaram otamanho da célula em 8 bits(Byte). Bytes são agrupadosem palavras, ou seja, a um grupo de bytes (2,4,6,8 Bytes)é associado um endereço particular. O significado de umapalavra é que, a maioria das instruções operam empalavras inteiras.

Os bytes em uma palavra podem ser numerados daesquerda para direita ou da direita para esquerda. Oprimeiro sistema, onde a numeração começa no lado dealta ordem, é chamado de computador big endian, e ooutro de little endian. Ambas representações são boas masquando uma máquina de um tipo tenta enviar dados paraoutra, problemas de posicionamento podem surgir. A faltade um padrão para ordenar os bytes é um grande problemana troca de dados entre máquinas diferentes.

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O TAMANHO DA MEMÓRIA

Esse é o indicador da capacidade de um computador.Quanto maior ela for, mais informação poderá guardar. Ouseja, quanto mais bytes a memória tiver, mais caracterespoderá conter e, consequentemente, maior o número deinformação que guardará.

A memória é geralmente apresentada em múltiplos de K,M(mega), G(giga) ou T(tera).

1K equivale a 210

1M equivale a 220

1G equivale a 230

1T equivale a 240

Em geral, o tamanho da célula depende da aplicaçãodesejada para a máquina.

Emprega-se células pequenas em máquinas mais voltadaspara aplicações comerciais ou pouco científicas. Umamemória com células de 1 byte permite o processamentoindividual de caracteres, o que facilita o processamento deaplicações como editores de textos.

Por outro lado, cálculos científicos seriam desvantajosos emcélulas pequenas pois números desse tipo precisariam demais de uma célula para armazena-los.

A capacidade propriamente dita da memória estárelacionada directamente à quantidade de célulasendereçáveis.

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FUNCIONAMENTO DA MEMÓRIA PRINCIPAL

Toda memória, seja Secundária ou Principal, permite arealização de dois tipos de operações: escrita e leitura.

Entende por leitura a recuperação da informaçãoarmazenada e a escrita é a gravação (ou armazenamento)da informação na memória.

No caso da Memória Principal (MP), essas operações sãorealizadas pela UCP e efetuada por células, não sendopossível trabalhar com parte dela.

A leitura não é uma operação destrutiva, pois ela consisteem copiar a informação contida em uma célula da MP paraa UCP, através de um comando desta.

Pelo contrário a escrita é uma operação destrutiva, por quetoda vez que se grava uma informação em uma célula daMP, o seu contudo anterior de eliminado.

OPERAÇÒES DE I/O NA MEMÓRIA

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Para a ligação entre MP e UCP é realizada através de doisregistadores: o REM e o RDM e suas respetivas vias. É feitoapenas um acesso por vez.

Operação de escrita

A UCP envia para o REM o endereço da memória onde apalavra será gravada, e para o RDM a informação (palavra)da posição a ser gravada.

A UCP comanda uma gravação (sinal write).

A palavra armazenada no RDM é, então, transferida para aposição de memória, cujo endereço está no REM.

Operação de leitura

A CPU armazena no REM o endereço da posição, onde ainformação a ser lida está localizada.

A CPU comanda uma leitura (sinal de controle paramemória - READ).

O conteúdo (palavra) da posição identificada pelo endereçocontido no REM é, então, transferido para o RDM; deste, éenviado para a CPU, pela barra de dados.

TIPOS DE MEMÓRIA

Memória RAM– É um tipo de memória essencial para ocomputador, sendo usada para guardar dados e instruçõesde um programa. Tem como características fundamentais,a volatilidade, ou seja, o seu conteúdo é perdido quando ocomputador é desligado; o acesso aleatório aos dados e osuporte à leitura e gravação de dados, sendo o processo de

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gravação um processo destrutivo e a leitura um processonão destrutivo. Existem dois tipos básicos de memóriaRAM, RAM Dinâmica e RAM Estática.

Dinâmica - Esta é uma memória baseada na tecnologia decondensadores e requer a actualização periódica doconteúdo de cada célula do chip consumindo assimpequenas quantidades de energia, no entanto possui umacesso lento aos dados. Uma importante vantagem é agrande capacidade de armazenamento oferecida por estetipo de tecnologia.

Estática - É uma memória baseada na tecnologia de rádioe não requer actualização dos dados. Consome maisenergia (o que gera mais calor) comparando-se com amemória dinâmica sendo significativamente mais rápida. Éfrequentemente usada em computadores rápidos. Possui

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uma capacidade de armazenamento bem menor que amemória dinâmica.

Vídeo RAM- É uma área especializada da memória RAMonde a CPU compõe, detalhadamente, a imagem mostradano monitor. É especialmente organizada para manipulartanto a qualidade de apresentação quanto a cor. O bufferde vídeo inicia com 640K, mas seu tamanho e sualocalização na memória depende do tipo de modo de vídeoem uso.

Os modos de vídeo são: modo texto e modo gráfico. Nomodo texto, a CPU usa um conjunto de bytes do buffer devídeo para prescrever que conjunto de bytes do buffer devídeo para prescrever que caractere aparecerá, em queposição da tela e com que cor. No modo gráfico, a CPUdeve especificar o valor da cor de cada pixel ou ponto datela. O Adaptador de vídeo encarrega-se de formar oscaracteres.

Memória ROM- É um tipo de memória que contéminstruções imutáveis, nela estão localizadas rotinas queinicializam o computador quando este é ligado; É não-volátil, ou seja, os dados não são perdidos com a ausênciade energia; É também de acesso aleatório. Alguns dos tiposde memória ROM são: EPROM e EEPROM.

EPROM- É um tipo de ROM especial que pode serprogramada pelo usuário. Seu conteúdo pode ser apagadopela exposição a raios ultravioletas.

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EEPROM- É também um tipo especial de ROM muitosemelhante á EPROM, tendo como diferença apenas o fatode que seu conteúdo é apagado aplicando-se uma voltagemespecífica em um dos seus pinos de entrada.

Memória Cache - É uma memória de alta velocidade quefaz a interface entre o processador e a memória dosistema.

A memória RAM dinâmica é frequentemente usada emcomputadores modernos. Isto, é devido a característicascomo: Baixo consumo, Chips de alta densidade, e baixocusto. No entanto, é uma memória lenta não podendoassim suportar processadores velozes. Quando umprocessador requer dados da memória, ele espera recebê-los num tempo máximo. Isto é chamado ciclo de clock.

Para usar uma memória dinâmica lenta com umprocessador rápido é necessário um hardwareextra(chamado de memória cache) que fica entre oprocessador e a memória.

Todos os acessos da memória pelo processador sãoalimentados pelo sistema de cache. Ela compreende umcomparador de endereços que monitora as requisições do

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processador, alta velocidade da RAM estática e chips extrasde hardware.

O sistema de cache inicia tentando ler tantos dados damemória dinâmica quanto possível e guarda-os em suamemória estática de alta velocidade (ou cache). Quandorequisições do processador chegam, ela checa se osendereços requisitados são os mesmos dos que já foramlidos da memória, caso seja, os dados são enviadosdirectamente da cache para o processador, caso contrário,ela permite que o processador aceda à memória principal (oprocessador realiza este acesso lentamente).Então osistema de cache actualiza seu conteúdo com o que foi lidoda memória pelo processador e tenta ler tantos dadosquanto possível antes que a próxima requisição doprocessador chegue.

Quando o sistema de cache atende a uma requisição doprocessador, é chamado cache hit. Se o sistema de cachenão atende a uma requisição do processador, é chamadocache miss.

MEMÓRIA SECUNDÁRIA

A memória principal (ram) não é o único meio dearmazenamento existente. Devido a algumas característicasque são peculiares a este tipo de memória - por exemplo:volatilidade e alto custo, surgiu a necessidade deimplementação de outro tipo de memória, chamadamemória secundária. Este tipo de memória, não volátil, temmaior capacidade de armazenamento e é mais barata.Estas memórias podem ser removíveis ou não. Nestecontexto, "removíveis" significa que ela pode ser retiradado computador e transportada facilmente para outro. O

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winchester ou disco rígido, por exemplo, não é removível.Já os demais podem ser chamados de removíveis. Estessão os tipos de memória secundária disponíveis hoje:

•Fitas Magnéticas (streamer e dat)

•Discos rígidos e flexíveis

•Cd-rom (compact disk read only memory) e Cd-worm

(write once read many)

•Zip disks, etc.

Vejamos suas características:

1. Fitas streamer

Foi o primeiro tipo de memória secundária. Elas são usadaspara armazenamento off-line de dados (backups de dados,programas, etc.). A aparência da fita magnética é similar àdas fitas usadas em gravadores antigos. Ela é feita dematerial plástico coberto com uma substânciamagnetizável.

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Os dados são gravados na fita nos chamados registosfísicos. Cada registo físico é gravado em trilhas paralelas(geralmente 7 ou 9, com a última sendo usada para gravaro bit de paridade vertical), que por sua vez sãosubdivididas em frames. Cada frame é o espaço usado paraarmazenar 1 byte, além de um bit extra, o bit de paridade(horizontal). O espaço entre um registo e outro é chamadode gap. Quando são usados registos pequenos, parte dacapacidade da fita é gasta nos gaps. Portanto, devem serusados registos maiores possíveis, para reduzir ao máximoesta perda.

A vantagem do uso de fitas é que elas são compactas,portáteis, possuem alta capacidade de armazenamento esão baratas.

A grande desvantagem da fita é seu acesso sequencial. Porexemplo, para ler um registo que está no final da fita,deve-se passar por todos os outros registos. Em média,para se ler um registo de uma fita com n registos, passa-sepor n/2 registos.

2. Fitas dat

São a segunda geração das fitas magnéticas. Menores,mais fáceis de armazenar e mais seguras, permitem umarmazenamento maior de dados. Sua grande capacidade (2a 4GB) a torna óptima para backup de grandes volumes dedados. Sua aparência assemelha-se à de uma fita de vídeo,mas com um tamanho bem menor. Uma fita de 2 GB custa10€, enquanto que seu “drive” custa cerca de 800€.

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3. Discos Flexíveis ou disquetes

São o meio de armazenamento mais popular. Seu"inventor" foi a IBM, para guardar informações sobre amanutenção dos Mainframes. Logo depois, começou a serusado pelos fabricantes de software para distribuição deprogramas. Consistem de um disco plástico recoberto poruma camada de material magnético. Eles são logicamentedivididos em sectores e trilhas. Trilhas são grupos de bytesque estão a uma mesma distância do centro do disco.Sectores são divisões de 512 bytes de uma trilha. A menorunidade de armazenamento neste tipo de disco (e noswinchesters) é a unidade de alocação. Cada unidade dealocação pode ter um ou mais sectores, mas nas disquetesesta unidade de alocação equivale apenas a um sector (512bytes). Quando compramos uma disquete às vezesprecisamos formata-la, isto é, prepara-la para uso. Oprocesso de formação consiste na divisão lógica do discoem sectores e trilhas, e na construção de uma tabelachamada FAT (Files Allocation Table), que é a responsávelpela guarda de informações sobre os arquivos (tamanho,sector inicial, nome, data de última alteração, etc.) e sobreo disco (número de unidades de alocação, tamanho dodisco, sectores defeituosos, sectores livres, etc.).

As primeiras disquetes com grande uso foram os de 8polegadas. Possuíam capacidade de gravação de180kbytes. Depois, apareceram os de 5,25 polegadas, quetinham dupla face e capacidade de gravação de 360 kbytes(baixa densidade), e 1.2 Mb (alta densidade). Por último,surgiram os de 3,5 polegadas, que, além de mais seguros,possuem capacidade de armazenamento maior.

Importa realçar ainda, que as cabeças de leitura-gravaçãotocam a superfície do disco, o que torna sua vida menorquando comparada aos discos rígidos.

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4. Discos rígidos (winchesters)

Consistem de um conjunto de discos magnéticosempilhados, dentro de uma caixa de metal blindada avácuo. Cada disco possui duas faces, cada face tendo suacabeça de leitura/gravação exclusiva. A divisão lógica decada disco é a mesma das disquetes, mas, devido aoempilhamento dos discos, surgiu um novo conceito:cilindro. Um cilindro nada mais é do que o conjunto detrilhas que estão na mesma posição em cada disco. Porexemplo: o cilindro 0 é o conjunto de todas as trilhas 0 dossub-discos que compõem o disco rígido. Cilindro 1 é oconjunto de todas as trilhas 1... e assim por diante.

Actualmente há dois padrões de discos rígidos mais usados:o padrão IDE e o padrão SCSI. O padrão IDE, mais antigo,vai aos poucos sendo substituído pelo SCSI, que é maisveloz, e velocidade de acesso aos dados, como todo mundosabe, é um dos "gargalos" que fazem com que oscomputadores não sejam mais rápidos ainda.

Os primeiros winchesters que chegaram aqui tinham 5 a 10Mb. Eles foram evoluindo rapidamente, e hoje já há discosrígidos de até 4 Gb (em PC´s) ou mais (em grandescomputadores), isto é, quase 1000 vezes a quantidadeinicial citada!

Mas, como não podia deixar de ser, há um problema quemerece ser citado. Quanto maior os discos, maior otamanho de sua unidade de alocação, isto é, mais setoresterá esta unidade de alocação. Como cada arquivoobrigatoriamente ocupa uma unidade de alocação, quantomaior for esta mais espaço ocupará o arquivo. Parasolucionar este problema, é aconselhável dividir o seu discorígido em unidades lógicas ou partições. Por exemplo, umdisco de 2 Gb, que poderá ser apenas uma unidade lógica(C:) poderá ser dividido em duas unidades (C: e D:). Com

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isto, estaremos ganhando mais espaço de armazenamento,pois estaremos diminuindo o tamanho de nossa unidade dealocação.

Alguns conceitos importantes:

Tempo de seek (procura): é o tempo gasto para a cabeçade leitura/gravação se posicionar na trilha correta. Varia de3 ms (para trilhas adjacentes) e até 100 ms (para trilhasque estão nos extremos do disco).

Latência rotacional: é o tempo gasto para localizar o sectorao qual se quer ter acesso. O tempo total de acesso é asoma destes dois tempos (seek + latência rotacional). Alatência rotacional varia de 0 ao tempo de uma rotaçãocompleta (a 3600 rpm, a LR é 16,67 ms).

Tempo de transferência: é o tempo gasto para a migraçãodos dados da memória secundária para a memóriaprincipal.

Tempo de acesso: é a soma dos tempos: seek + latência +transferência.

Taxa de transferência: é a velocidade com a qual os dadosmigram da memória secundária para a memória principal.Ex.: 1.200 kbps.

5. Cd-rom

Desenvolvido inicialmente pela Philips, e em seguida com acolaboração da Sony, os cd-roms têm-se tornado muitopopulares. Seguros, duráveis, fáceis de armazenar e comalta capacidade de armazenamento, eles têm-se tornadoum grande meio de distribuição de programas.

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O nome cd-rom vem de compact disk read only memory.Como o próprio nome diz, ele é uma memória rom, isto é,memória somente leitura que não pode ser alterada. Discosgraváveis (cd-r) serão estudados na próxima secção.

Um cd é gravado utilizando um laser de alta potência. Comeste laser são feitos furos (pits) em um disco matriz. Asáreas não furadas entre os pits são chamadas lands. Comos pits têm uma reflectividade diferente dos lands, pode-se,assim, representar uma informação digital (dois estados).Desta matriz é feito um molde, que é usado para estamparas cópias. Depois, cada cópia recebe uma fina camada dealumínio, que é recoberta por outra fina camada deplástico.

A divisão lógica dos Cd´s é totalmente diferente de umadisquete ou disco rígido. Os dados não são gravados emtrilhas e sectores, mas numa espiral contínua, em blocos dedados. Um cd de 553 Mb, por exemplo, tem 270.000 blocosde dados.

Os cd´s são muito usados na distribuição de programas,clipes multimídia, enciclopédias multimídia, etc. Algumascapacidades: 600Mb, 650Mb, 700Mb.

Sua velocidade de acesso depende da velocidade do drivede cd (8x, 16x, 20x, 22x).

6. Cd-r (worm)

A sigla Cd-r significa cd recordable. Um cd deste tipo podeser gravado somente uma vez. Representam uma evoluçãodos Cd-rom comuns justamente pela capacidade de seremgraváveis pelo usuário comum. Gravação, não regravação,pois cada pit, quando é feito (queimado), não temcondições de ser apagado. Por isso, este tipo de cd permiteque seja gravado somente uma vez. Um exemplo degravador deste tipo é o Blaster Cd-r 4210, da Creative

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Labs, capaz de gravar 650 Mb de dados ou 75 minutos deáudio. Custa 300€ e gasta cerca de duas horas paraterminar a gravação do cd.

A terceira fase da evolução dos discos ópticos é o cd ópticoapagável. Com este tipo de média, podem ser realizadasvárias gravações. Como? Utilizando-se ligas metálicasexóticas, que mudam suas propriedades de acordo com atemperatura. Na temperatura ambiente, suas propriedadesnão são alteradas, mas, a altas temperaturas, estas ligas(térbio, gadolínio), ficam sensíveis a campos magnéticos.Então, para gravar nestes cds, basta que se eleve atemperatura a um nível que sensibilize estas ligas(utilizando laser), e aí, é só aplicar o campo magnético(através da cabeça magnética) devidamente, gravando osdados.

Mas, será que estes últimos irão substituir os discosrígidos? Por enquanto, não. Primeiro: seu tempo de seek éde uma ordem de grandeza muito maior que dos discosrígidos. Segundo: sua taxa de transferência é bem menorque tais discos. Enquanto os discos ópticos irão melhorarcom o tempo, o discos rígidos irão melhorar talvez namesma proporção, fazendo com que eles estejam sempremelhores.

7. Novas soluções em dispositivos dearmazenamento.

Zip disks - Zip disks são como "disquetes" de altacapacidade. Surgiram da necessidade de transporte ebackup de grande quantidade de dados que não cabiam emuma única disquete. Seu uso está em expansão, com ospreços já ficando mais acessíveis aos usuários nãocorporativos. A empresa pioneira neste tipo de média foi aIomega, com o seu Zip drive (5,25 polegadas de tamanho).Cada zip drive custa hoje em torno de US$ 150 e um

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cartucho (de 10 Mbytes) está em torno de US$ 14, isto é,14 centavos por megabyte! Os zip drives podem serinstalados no computador a partir da porta paralela, mastorna-se desaconselhável pela perda de desempenho. Paramelhor desempenho, deve ser instalado juntamente comuma placa SCSI interna. Este tipo de memória éconsiderada a "nova geração" de discos flexíveis.

Super discos flexíveis (discos magneto-ópticos). Suacapacidade está em torno de 200 a 250 MB. Nestacategoria enquadram-se o MO 3,5 polegadas (Fujitsu,Olympus e Pinnacle) e o MO de 5,25 polegadas (HP, Sony).Este tipo de média, apesar do alto desempenho, segurançae capacidade de armazenamento, é muito cara, tornando-se relegada a mercados específicos. O preço das unidadesvaria entre 250 a 500 Euros. Vale observar que, a partir deunidades MO, pode-se reproduzir clips multimédiasatisfatoriamente.

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BIBLIOGRAFIA

CLAYBROOK, Billy. Técnicas de gerenciamento de arquivos.

TANENBAUM, Andrews S. Organização Estruturada deComputadores. P. 21-42.

VELLOSO, Fernando de Castro. Informática: conceitosbásicos. Rio de Janeiro: Editora Campus, 1994, p. 15-27.

TOLEDO, N. Introdução a Organização de Computadores. P.37-56.

SITES NA INTERNET

http://www.cit.ac.nz/smac/hf100/hf100m4.htm

http://www.well.com/user/memory/memtypes.htm#UKM

http://www.inf.ufsm.br/~bonella/m.html

Disco Rígido

O que faz um disco rígido?Armazenamento é a responsabilidade do disco rígido. Todaa informação contida no computador fica no disco rígido,não só documentos, fotos, músicas e também vídeos. Osseus programas, preferências e até mesmo o sistemaoperativo ficam armazenados no disco rígido.

Se o disco rígido for danificado, pode-se perder ainformação. Para prevenir isso, aconselha-se a que se crieum sistema de backup através da utilização de um discoexterno.

Qual a capacidade necessária nodisco rígido?Tudo que pode ser gravado num disco rígido é medido emtermos do seu tamanho. Ficheiros de texto ocupam poucoespaço, as fotos são maiores assim como as músicas e osvídeos. A unidade de medição da informação define-se emmegabytes (MB), gigabytes (GB) e terabytes (TB.) Destaforma e dependendo de cada tipo de utilizador, acapacidade de um disco, varia de acordo com o tipo deutilização.

Caso necessite transferir arquivos entre computadores oude um disco para fazer backup de apenas alguns dos seusarquivos, um disco menor (como o Expansion Drive de 500GB) pode ser suficiente. Se se pretender um backup docomputador inteiro ou até mesmo de vários computadoresou grandes ficheiros de vídeo e áudio, será necessário umdisco de grande capacidade: 1 terabyte ou mais.

Vídeo

Quais são os diferentes tipos deligações de disco rígido?Há quatro formas básicas de ligar um disco rígido aocomputador:

USBEsse é o tipo de ligação mais comum. Não é preciso fazernenhuma instalação ou configuração. Basta ligar. Ocomputador reconhece o disco e você pode ler e gravararquivos quase instantaneamente.

FirewirePlug-and-play, como USB, o Firewire 800 ésignificativamente mais rápido, tornando-o popular entre aspessoas que transferem arquivos de vídeo.

SATAEssa é a ligação padrão para discos rígidos internos.Oferece as mais altas velocidades de transferência dequalquer formato.

eSATAUma ligação de alto desempenho menos comum, quefrequentemente encontrada em PCs. Uma ligação eSATA éexecutada a velocidades mais próximas às de um discointerno.

Qual é a importância da velocidadedo disco rígido?Quando se inicia o computador, abre um arquivo, ouve umamúsica ou faz-se qualquer outra coisa, utiliza-se a unidadede disco rígido. Os discos dentro da unidade giram. Quantomais rápido eles giram, mais rapidamente o computadorpode encontrar o arquivo pretendido.

Dessa forma, uma unidade de 7.200 RPM será mais rápidado que uma de 5.400 RPM. Isto pode variar de acordo coma utilização dada. A diferença será pouca na utilização dearquivos e aplicativos menores, mas será óbvia comarquivos e aplicativos maiores.

Um disco interno fornece armazenamento integrado avelocidades máximas.