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Eletricidade Básica
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O QUE É A ELETRÍCÍDADE?
Demócrito (460-370 a.C.), antigo filósofo grego, criou a teoria de que todos os corpos
existentes eram formados pela junção de inúmeras minúsculas partículas, invisíveis ao olho humano
chamadas átomos. A maneira com que os átomos se juntam entre si dá a forma aos infinitos corpos
existentes no universo. Assim, dois objetos de mesma massa (isto é, com a mesma quantidade de
átomos) podem ser completamente diferentes por causa da maneira com que os seus átomos estão
agrupados. Segundo a teoria de Demócrito, o átomo era a menor parte da matéria, isto é, qualquer
corpo poderia ser dividido até o ponto em que só sobrassem seus átomos isoladamente.
Mais recentemente descobriu-se que os átomos na verdade não são partículas sólidas e
indivisíveis, mas sim formadas por outras três partículas (chamadas partículas subatômicas): os
elétrons, os prótons e os nêutrons. Os prótons e os nêutrons ficam bem próximos uns dos outros, em
um grupo compacto, formando o núcleo do átomo. Já os elétrons circulam livremente ao redor do
núcleo do átomo.
Figura 1
Um atomo e suas três
partículas subatomicas:
prótons, elétrons e
nêutrons.
Através de várias experiências, verificou-se que os prótons e os elétrons se atraem, porém os
prótons repelem outros prótons, bem como elétrons repelem outros elétrons. A essa dualidade
damos o nome de polaridade. Para diferenciar essas duas polaridades de atração e repulsão, foram
adotados os nomes polaridade positiva, para os prótons, e polaridade negativa, para os elétrons.
Essa reaIidade de atração e repulsão é muito similar ao que ocorre no magnetismo. Todos
que Brincaram com dois pedaços de ímã sabem que dois lados de mesma polaridade se repelem, ao
passo que dois lados de polaridade oposta se atraem. Em momento mais oportuno veremos existe
uma estreita relação entre o magnetismo e a eletricidade.
Os nêutrons, por sua vez, não possuem polaridade alguma, são partículas neutras. Como os
Protons do núcleo do átomo estão bem próximos, eles possuem a tendência de se repelir, o que faria
com que os prótons se “soltassem” do núcleo, desfazendo o átomo. Dessa forma, os neutrons
servem para equilibrar o núcleo do átomo, permitindo que os prótons possam ficar muito próximos
uns dos outros sem que essa tendência de fuga siga adiante.
Na natureza, os elementos buscam o equilíbrio. A maioria dos elementos não está em
equilíbrio: ou estão com falta de elétrons ou estão com excesso de elétrons. Os átomos se
aproximam para formar moléculas (conjunto de átomos) por causa da falta ou do excesso de
elétrons que possuem.
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A Terra é um enorme depósito de elétrons livres, soltos de átomos, à procura de átomos que
precisem de elétrons para que eles possam completar esses átomos, equilibrando-os.
Essa “força” de atração e repulsão de prótons e elétrons é genericamente chamada
eletricidade. Como vimos, é muito mais fácil um elétron se deslocar do que um próton, portanto
estaremos lidando basicamente com os elétrons. O potencial elétrico de um sistema, isto é, a
quantidade de elétrons livres que ele possui para suprir uma “carência” de elétrons é chamado
tensão elétrica também denominada DDP diferencia de Potencial entre dois pontos (só existe
tensaõ elétrcia quando há Diferencia de Potencial), a unidade de medida de tensão elétrica é o Volt
representada pela letra V. O fluxo de elétrons que circula em um condutor (qualquer meio que
possa servir de transporte para os elétrons) é chamado corrente elétrica. A oposição que esse meio
apresenta à passagem da corrente elétrica é chamada resistência elétrica.
ENERGIA
Freqüentemente usamos a palavra energia. Às vezes, ouvimos dizer que determinado
alimento é rico em energia, que recebemos energia do sol ou então, que o custo da energia elétrica
aumentou. Fala-se também em energia térmica, química, nuclear... A energia está presente em
quase todas as atividades do homem moderno.
Por isso, para o profissional da área eletroeletrônica, é primordial conhecer os segredos da
energia elétrica.
Energia e trabalho
A energia está sempre associada a um trabalho. Por isso, dizemos que energia é a capacidade
que um corpo possui de realizar um trabalho. Como exemplo de energia, pode-se citar uma mola
comprimida ou estendida, e a água, represada ou corrente.
Assim como há vários modos de realizar um trabalho, também há várias formas de energia.
Em nosso curso, falaremos mais sobre a energia elétrica e seus efeitos, porém devemos ter
conhecimentos sobre outras formas de energia.
Dentre as muitas formas de energia que existem, podemos citar:
• energia potencial • energia cinética • energia mecânica
• energia térmica • energia química • energia elétrica.
A energia é potencial quando se encontra em repouso, ou seja, armazenada em um
determinado corpo. Como exemplo de energia potencial, pode-se citar um veículo no topo de uma
ladeira e a água de uma represa.
A energia cinética é a conseqüência do movimento de um corpo. Como exemplo de energia
cinética pode-se citar um esqueitista em velocidade que aproveita a energia cinética para subir uma
rampa ou a abertura das comportas de uma represa que faz girarem as turbinas dos geradores das
hidroelétricas.
A energia mecânica é a soma da energia potencial com a energia cinética presentes em um
determinado corpo. Ela se manifesta pela produção de um trabalho mecânico, ou seja, o
deslocamento de um corpo. Como exemplo de energia mecânica podemos citar um operário
empurrando um carrinho ou um torno em movimento.
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A energia térmica se manifesta através da variação da temperatura nos corpos. A máquina a
vapor, que usa o calor para aquecer a água transformando-a em vapor que acionará os pistões, pode
ser citada como exemplo de energia térmica.
A energia química manifesta-se quando certos corpos são postos em contato,
proporcionando reações químicas. O exemplo mais comum de energia química é a pilha elétrica.
A energia elétrica manifesta-se por seus efeitos magnéticos, térmicos, luminosos, químicos e
fisiológicos. Como exemplo desses efeitos, podemos citar:
• a rotação de um motor (efeito magnético),
• o aquecimento de uma resistência para esquentar a água do chuveiro (efeito térmico),
• a luz de uma lâmpada (efeito luminoso),
• a eletrólise da água (efeito químico),
• a contração muscular de um organismo vivo ao levar um choque elétrico (efeito fisiológico).
Conservação de energia.
A energia não pode ser criada, nem destruída. Ela nunca desaparece apenas se transforma,
ou seja, passa de uma forma de energia para outra.
Há vários tipos de transformação de energia e vamos citar os mais comuns: transformação
de energia química em energia elétrica por meio da utilização de baterias ou acumuladores que, por
meio de uma reação química geram ou armazenam energia elétrica.
Transformação de energia mecânica em energia elétrica, quando a água de uma represa flui
através das comportas e aciona as turbinas dos geradores da hidroelétrica.
Transformação de energia elétrica em mecânica que acontece nos motores elétricos que, ao
receberem a energia elétrica em seu enrolamento, transformam-na em energia mecânica pela
rotação de seu eixo.
TENSÃO CONTINUAé um componente eletrônico com centenas ou milhares de transistores.
Na década de 60, foi criado o microprocessador, o "cérebro" do microcomputador, que
também é chamado de CHIP. Este é uma pastilha de silício, que concentram em si todos os
componentes eletrônicos básicos necessários ao funcionamento do computador. Graças ao
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surgimento do CHIP, aparecem os primeiros microcomputadores.
De 1970 em diante, as evoluções tecnológicas se concentram principalmente na procura de
processos mais precisos de miniaturização dos componentes internos dos microcomputadores. Esse
processo permitiu a diminuição do peso dos equipamentos e do seu
tamanho; o aumento da capacidade de armazenamento; processamento de dados e por fim, a
redução conseqüente do seu custo.
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SISTEMA NÚMÉRICO
Para entendermos realmente como um computador funciona, devemos, antes de mais nada,
estudar como os circuitos eletrônicos usados no computador funcionam, ou melhor, como
comunicam-se. O computador e seus componentes são sistemas eletrônicos digitais, funcionando e
comunicando-se através de números binários, como estudaremos a seguir.
Números Binários
Na natureza, todo tipo de informação pode assumir qualquer valor compreendido em um
intervalo de infinito a infinito. Você consegue distinguir, por exemplo, uma cor vermelha que esteja
um pouco mais clara de outro tom de vermelho. Consegue distinguir um som mais alto do que
outro. Consegue perceber quanto um ambiente está mais claro do que outro. Todo esse tipo de
informação é conhecido como informação analógica.
A construção de circuitos eletrônicos teoricamente deveria seguir os mesmos moldes da
natureza a fim de se tornar o mais real possível. No entanto, na hora da construção de circuitos
eletrônicos para o processamento de informações, a utilização de informações analógicas tornou-se
um grande problema. Para você ter uma idéia, imagine um determinado circuito eletrônico
comunicando-se com outro a uma certa distância. Vamos dizer que os dois dispositivos permitam
informações analógicas. Se um dispositivo enviar um determinado valor e, durante o percurso,
houver um problema qualquer (em especial, interferências eletromagnéticas), tal informação
chegará alterada. O grande problema, no entanto, estará no fato de que o dispositivo receptor não
terá meios de verificar se a informação era verdadeira ou não. Como aceita qualquer valor, se, em
vez de “70”, chegar o valor “71”, o dispositivo terá de aceitá-lo como verdadeiro. Dessa forma,
nenhum dispositivo eletrônico conseguiria funcionar corretamente.
Vamos usar o exemplo de uma música gravada em uma fita cassete comum. Após, digamos,
cinco anos, a mesma música ficou com um som mais “abafado”, além de “chiados” e “estalos”;
enfim, ruídos. Por quê? Como o gravador registrou a informação da música na fita cassete de
maneira analógica, todo e qualquer ruído do meio irá interferir no resultado final, pois, na hora de
reproduzir a música, o gravador simplesmente achou que os ruídos fizessem parte dela! Isso porque,
como a informação foi gravada analogicamente, poderia assumir qualquer valor, inclusive o valor
“ruído”.
Dispositivos eletrônicos para o processamento de informações trabalham com um outro
sistema numérico: o sistema binário. No sistema binário, ao contrário do sistema decimal, só há dois
algarismos: “0” e “1”. No entanto, há uma grande vantagem: qualquer valor diferente desses será
completamente desprezado pelo circuito eletrônico, gerando confiabilidade e funcionalidade. Como
o sistema binário representa o estado de um dedo recolhido na mão (0) ou esticado (1), por vezes o
chamamos de sistema digital. Cada algarismo binário (um “0” ou um “1”) é chamado de bit
(contração de binary digit).
Vamos usar agora o exemplo da mesma música gravada em uma fita DAT (Digital Áudio
Tape, que é uma fita cassete que grava informações de maneira digital e não analógica como as fitas
cassetes convencionais) no mesmo dia em que a outra e vamos supor que aquela tivesse sofrido o
mesmo tipo de influência do meio. Logo estaria, como a outra analógica, cheia de interferências em
sua camada magnética, representada para nós sob forma de ruído. No entanto, há uma diferença: por
ter sido gravada sob a forma de informações digitais, a música está codificada sob a forma de vários
“0”s e “1”s. Logo, qualquer outro valor diferente de “0” ou “1” será simplesmente ignorado pelo
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gravador reprodutor! Principalmente o valor “ruído”! Por isso dizemos que sistemas digitais são
mais confiáveis e mais puros.
Outra vantagem do sistema digital sobre o analógico é que as informações são gravadas em
forma de números. Por exemplo, em uma fita DAT ou em um CD, o que há gravado não são
músicas ou sons, mas sim números. Com isso, há como usarmos mecanismos de correção de erros
a fim de verificar a integridade dos dados.
Palavras binárias recebem nomes especiais conforme a quantidade de bits utilizada pelas
mesmas, representando uma variação de números bastante definida:
• Nibble: 4 bits (24 = 16 variações)
• Byte: 8 bits (28 = 256 variações)
• Word: 16 bits (216 = 65.536 variações)
• Double Word = 32 bits (232 = 4.294.967.296 variações)
• Quad Word = 64 bits (264 = 18.446.744.073.709.551.616 variações)
Como você deve ter observado, cada palavra destas está presa a um número predeterminado
de bits, logo o número máximo que podemos expressar utilizando cada uma delas é limitado: com
um nibble só podemos representar 16 números (24); com um byte, somente 256 (28); com uma
word, somente 65.536 (216) ; e assim sucessivamente.
Dessa forma, também temos números “inteiros” em binário, só que, como estamos
trabalhando em base 2, e não em base 10, esses números, parecem ser “quebrados” quando
representados em decimal. Por exemplo, 8.192 é um número inteiro em binário, pois representa 213.
Da mesma forma, 131.072 é considerado um número inteiro, pois representa 217.
O sufixo K (kilo-), que, em decimal, representa 1.000 vezes (como em Km e Kg), em
binário representa 210 vezes (1.024). Logo, 1 Kbyte representa 1.024 bytes, 2 Kbytes representam
2.048 bytes e assim sucessivamente. Do mesmo modo, o sufixo M (mega-) representa 220 vezes
(1.048.576) e o sufixo G (giga-) representa 230 vezes (1.073.741.824), diferenciando-se
completamente da representação decimal.
Sufixo Quantidade
Kilo (K) 210 = 1.024
Mega (M) 220 = 1.048.576
Giga (G) 230 = 1.073.741.824
Tera (T) 240 = 1.099.511.627.776
Peta (P) 250 = 1.125.899.906.843.624
Exa (E) 260 = 1.152.921.504.607.870.976
Zeta (Z) 270 = 1.180.591.620.718.458.879.424
Yotta (Y) 280 = 1.208.925.819.615.701.892.530.176
Conversão de binário para Decimal
Matematicamente, escrevemos um número em função da potência de sua base, mesmo que
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isso pareça transparente para nós, que estamos acostumados a trabalhar, no dia a dia, com a base
decimal. Para um número decimal de quatro algarismos, por exemplo, cada algarismo tem os
seguintes “pesos”:
103 --- 102 --- 101 --- 100
Por exemplo:
10= 1x101 + 0x100
100= 1x102 + 0x101 + 0x100
1.000= 1x103 + 0X102 + 0x101 + 0x100
123= 1x102 + 2x101 + 3x100
4.345= 4x103 + 3x 102 + 4x101 + 5x100
Compreendendo esse “desmembramento”dos números em base decimal, é facílimo
entender os números binários. Cada casa binária terá um “peso” individual, sempre relativo à
potência de 2 já que estamos trabalhando com a base 2. Para um número binário de oito algarismos
(8 bits), cada algarismo tem os seguintes “pesos”:
27--- 26--- 25--- 24--- 23--- 22--- 21--- 20
Por exemplo:
0= 0x20
1= 1x20
110= 1x22 + 1x21 + 0x20 (equivalendo a 6 em decimal)
10111= 1x24 + 0x23 + 1x22 + 1x21 + 1x20 (equivalendo a 23 em decimal)
Conversão de decimal para binário
Dado um numero inteiro escrito na base 10, para se obter seu equivalente em uma base
binária qualquer, divide-se o numero por 2 tantas vezes quantas necessárias para que o quociente da
divisão seja menor que 2. O ultimo quociente da divisão e os restos das divisões sucessivas,
tomados na ordem inversa, correspondem ao numero na base binária.
Exemplo:
1 125 2
0 62 2
1 31 2
1 15 2
1 7 2
1 3
1
125= (1111101)2
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ALIMENTAÇÃO
Aterramento Elétrico
O fio terra — o pino redondo grande que fica ao centro dos cabos de força — consegue
gerar uma das grandes polêmicas no mundo dos “micreiros”. Porém, qualquer um que tenha
estudado física o suficiente conhece a sua utilidade e como deve ser conectado. No entanto, no
Brasil, infelizmente as pessoas não costumam contratar eletricistas formados por instituições
formais, cabendo a instalação elétrica de toda a residência ao biscateiro da esquina ou ao porteiro do
prédio.
Como já vimos anteriormente tensão elétrica só existe pela diferença de potencial entre dois
pontos. Um ponto com potencial 120 e outro ponto com potencial zero geram uma diferença de
potencial ou tensão elétrica de 120 volts. Um ponto com potencial elétrico de 120 e outro ponto
com potencial 60 geram uma diferença de potencial ou tensão elétrica de 60 volts.
Assim ocorre na tomada elétrica. Temos um pólo chamado “fase”, por onde a tensão
alternada vem. Porém, essa tensão só existe se a compararmos com outro potencial. Esse outro pólo
é o neutro, que, teoricamente, tem potencial 0.
Porém, com um neutro com um potencial maior ou menor do que 0, poderá ocorrer
diferença de potencial entre o aparelho e o usuário do mesmo. O usuário, por estar em contato com
o solo, tem potencial igual ao do solo, ou seja, potencial 0.
O solo, fonte inesgotável de elétrons livres, tem potencial 0. Esse é o verdadeiro potencial 0,
e por esse motivo, recebe o nome de “terra”. Assim, a nomenclatura “terra” é dada a um potencial 0
absoluto, real, sem fugas de qualquer espécie, como o solo.
Dessa maneira, havendo diferença de potencial entre o aparelho e o usuário, não há dúvida
de que o usuário poderá literalmente levar um choque ao encostar-se a qualquer parte metálica do
aparelho. Com uma diferença de potencial de 10 V entre o usuário e o aparelho, ele só realmente
sentirá a sensação de choque se estiver com a pele úmida ao encostar-se à carcaça metálica. (Outro
exemplo é o velho problema da geladeira que dá choque ao abrirmos a porta. Há diferença de
potencial entre a lataria da geladeira e o usuário, que tem potencial 0 por estar em contato com o
solo. Ao calçarmos um calçado grosso, não sentimos mais choque, pois estaremos isolados do solo,
não tendo qualquer potencial. Nesse caso, ficaremos com o mesmo potencial da geladeira sem
haver, no entanto, diferença de potencial.)
Outro grande problema ocorre na interconexão de dois ou mais aparelhos elétricos — como
é o caso do microcomputador que tem diversos periféricos externos, como impressoras e monitores
de vídeo. Se o potencial dos aparelhos for diferente entre si, haverá diferença de potencial entre os
equipamentos, acarretando um mau funcionamento ou até mesmo a queima dos mesmos. Nesse
caso, o potencial de todos os equipamentos que estão sendo interconectados deverá ser o mesmo.
Isso é feito justamente através do fio terra, que tem a finalidade de igualar o potencial entre
os diversos equipamentos que compõem um sistema. Mais do que isso, o fio terra iguala o potencial
do sistema ao potencial terra, ou seja, zero absoluto.
Porém, criar uma fonte de potencial zero absoluto é um pouco complicado. Há a necessidade
de se colocar uma barra de ferro enterrada no solo, com cerca de 2 metros de comprimento e
envolta por uma camada de sal grosso. E isso é um pouco complicado de ser feito em prédios
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antigos. Prédios comerciais novos já são construídos de modo a ter um terra eficiente, pois são
projetados tendo em vista a instalação de vários microcomputadores.
Não sejamos tão radicais. Para usuários caseiros, com apenas um microcomputador e poucos
periféricos, basta igualarmos o potencial entre o microcomputador e os periféricos. Isso é feito
simplesmente interconectando-se todos os fios terra existentes. Se for utilizado um estabilizador de
tensão, filtro de linha ou no-break, as tomadas de saída existentes no mesmo já se encarregam de
fazer isso automaticamente.
O problema fica por conta da entrada do estabilizador, que tem um pino terra, inexistente
nos domicílios. Você tem duas alternativas: ou conecta-se o pino terra a um terra eficiente (o que é
difícil de ser feito, mas pode ser remediado ligando o pino terra do estabilizador a um cano d'água
metálico — obviamente canos plásticos não servem a esse papel) ou deixa esse pino solto — o que
acontece na maioria dos casos.
Atenção: Nunca conecte o pino terra ao pólo neutro da tomada!
Filtro de Linha
A rede elétrica pode apresentar ruídos, provenientes de motores (como liquidificadores,
compressores de ar-condicionado e geladeira, etc.) e outras fontes de ruído. A tensão da tomada, em
vez de ficar “limpa”, apresenta ruídos, como na Figura 01.
Figura 01.
Forma de onda com ruídos
A maneira de se amenizar esse tipo de ruído é através de um filtro. O filtro é formado por
um componente eletrônico chamado varistor ou MOV (Metal-Oxide Varistor), apresentado na
Figura.
O filtro de linha (Figura 03) é um acessório que funciona filtrando interferências da rede
elétrica. Na verdade, o filtro de linha não passa de uma extensão elétrica com um varistor conectado
em paralelo. (Figura 02).
Figura 02. Figura 03.
Varistor Filtro de linha
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Acontece que todas as fontes de alimentação de computador já têm um varistor em sua
entrada. Com isso, o filtro de linha não tem qualquer utilidade. O pior é que muitos filtros de linha
vendidos no mercado sequer têm o varistor (você pode verificar se o filtro de linha tem ou não esse
componente abrindo-o).
Além disso, praticamente todos os estabilizadores de tensão têm também varistores na
entrada e na saída. Como esse acessório é recomendado, o filtro de linha passa a não ter utilidade a
menos que você tenha muitos equipamentos e deseje ligar também o filtro de linha ao estabilizador
criando assim mais tomadas estabilizadas.
Filtros Para Linha Telefônica
Se um raio cair perto da rede telefônica, é bem provável que o seu modem se danifique, caso
esteja conectado à tomada da rede telefônica — mesmo que o micro esteja desligado.
Filtros especiais para modem protegem o seu equipamento de ser danificado com a queda de
raios. Estabilizadores e no-breaks de melhor qualidade trazem, inclusive, esse tipo de filtro.Estabilizador de Tensão
Esse é um elemento indispensável. O estabilizador tem um transformador que, através de
sensores apropriados, mantém a tensão elétrica de saída do mesmo constante (na ordem de 115 V).
Quando ocorre alguma variação na entrada, como picos (por exemplo, motores de geladeira e de
aparelhos de ar condicionado “armando”), a tensão de saída permanece constante. Esta função do
estabilizador é extremamente importante para os computadores, pois, estes são sensíveis a variação
de energia podendo funcionar de maneira incorreta e até mesmo diminuir a vida útil de alguns
componentes. Na Figura 04, você observa o funcionamento simplificado de um estabilizador de
tensão.
Figura 04: Esquema simplificado do funcionamento de um estabilizador de tensão
Além disso, bons estabilizadores têm filtros de entrada de modo a filtrar ruídos vindos
através da rede elétrica e filtros de saída, de modo a não permitir que periféricos como impressoras
gerem ruídos para o microcomputador e o restante da rede elétrica. Na hora da aquisição de um
estabilizador, essa é uma das características a serem cuidadosamente consideradas.
O grande problema é que a maioria dos estabilizadores existente no mercado é ruim. Muitos
estabilizadores simplesmente não estabilizam eficientemente a tensão da rede. Você pode
comprovar isso fazendo um teste extremamente simples. Ligue uma lâmpada de 60 W em uma das
tomadas do estabilizador. O brilho da lâmpada não deverá aumentar nem diminuir, provando que a
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tensão está estabilizada. Porém, você verá que isso não ocorre: o brilho da lâmpada aumenta e
diminui várias vezes durante o dia!
Isso significa que a maioria dos estabilizadores simplesmente não funciona! Se você quiser
ter um bom estabilizador, inevitavelmente terá de gastar dinheiro, pois bons estabilizadores são
caros.
Os estabilizadores topo de linha são inteligentes, trazendo monitoramento por software, ou
seja, você pode controlar as variações de tensão através do micro, inclusive traçando gráficos. Esse
tipo de estabilizador tem uma porta serial que deve ser conectada à uma das porta seriais do micro
para que você possa utilizar esse recurso.
No-break
O no-break, que em inglês é também chamado UPS (Uninterruptible Power Supply), é um
acessório que permite manter o micro ligado durante algum tempo no caso de falta de luz,
permitindo que o usuário salve os trabalhos que estavam sendo efetuados e desligue o micro sem
que haja perda de dados.
Todo no-break é dotado de um sistema de bateria com um circuito inversor. Como
normalmente a bateria é de 12 V, o circuito inversor tem a tarefa de converter esses 12 V contínuos
em 110 V (ou 220 V) alternados. O inversor faz o papel justamente oposto de uma fonte de
alimentação.
A adquirir um no-break, você precisará saber a autonomia da bateria, isto é, quanto tempo o
micro poderá ficar ligado após a falta de luz e, principalmente, a tecnologia de construção do no-
break. A autonomia em geral está relacionada à potência da carga.
Podemos classificar os no-breaks em dois grupos: on-line e off-line. Essa classificação
define se há ou não retardo no acionamento do no-break quando há falta de eletricidade. Em no-
breaks on-line, não há qualquer tipo de retardo.
Já em no-breaks off-line, há um pequeno retardo, isto é, o no-break demora uma pequena
porção de tempo para entrar em ação. Apesar desse tempo ser pequeno (tipicamente 16 ms), pode
afetar o funcionamento de equipamentos mais sensíveis à variações da tensão da rede.
No-breaks inteligentes têm, assim como estabilizadores, uma porta serial para a
comunicação com o micro, de forma que você possa monitorar o funcionamento desse acessório
através do micro.
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Exercícios
1. Defina sistema numérico binário.
2. Quantos bits tem 1 byte.
3. Quantos bytes tem 1 KB.
4. Quantos KB tem 1 MB.
5- Relacione!
(1) 10³0 ( ) Mega
(2) 1060 ( ) Giga
(3) 1080 ( ) Kilo
(4) 1020 ( ) Tera
(5) 1010 ( ) Peta
(6) 1040 ( ) Exa
(7) 1070 ( ) Zeta
(8) 1050 ( ) Yotta
7. Converta de decimal para Binário.
a- 692
b- 932
c- 3093
d- 8092
e- 100
8. Converta de Binário para decimal.
a- 10001010
b- 11001
c- 11100101011
d- 101010100010
e- 1101010110110110
f- 1101011011
6. Relacione.
A- Nible ( ) 64 Bits
B- Byte ( ) 8 Bits
C- Word ( ) 32 Bits
D- Double Word ( ) 16 Bits
E- Quad Word ( ) 4 Bits
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9. Para medir uma tensão de saída em um filtro de l inha ou estabilizador, qual
escala no multímetro deve ser usada?
DCV
HFE
ACV
DCA
10. Qual a função do filtro de linha.
11. Qual a função do Estabilizador.
12. Qual a função do no-break
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Componentes do Computador
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FONTE DE ALIMENTAÇÃO
Todos os componentes eletrônicos precisam de eletricidade para funcionar, assim como nós
precisamos de comida. Essa eletricidade está disponível na casa de todos nós, através da rede
elétrica. Entretanto, a rede elétrica comercial oferece uma tensão alternada de 110 V ou 220 V.
Acontece que os componentes eletrônicos necessitam ser alimentadas com uma tensão contínua, em
geral com valores bem mais baixos que esse. No caso do micro, a maior tensão de alimentação
utilizada é de 12 V (utilizada por motores de discos rígidos, unidades de CD-ROM, etc.).
O papel da fonte de alimentação é justamente converter os 110V ou 220V alternados da rede
elétrica convencional para as tensões contínuas utilizadas pelos componentes eletrônicos do micro.
A fonte de alimentação do micro fornece tensões de 5V, 12V, -5V e -12V (fontes de alimentação
ATX fornecem também 3,3 V). A Figura 01 esquematiza o papel da fonte de alimentação do micro.
Existem basicamente duas formas de construção de uma fonte de alimentação: a tradicional,
chamada fonte de alimentação linear; e a fonte de alimentação chaveada. A do micro é fonte de
alimentação chaveada.
A Figura 02 apresenta o diagrama em blocos de uma fonte de alimentação tradicional.
Iremos estudar essa estrutura para que você possa entender o funcionamento das fontes de
alimentação chaveadas usadas nos computadores.
Figura 02. Diagrama de Blocos
Dependendo da estrutura da fonte, pode haver mais estágios e mais detalhes do que os
apresentados, como, por exemplo, um estágio de proteção contra curto-circuito ou um filtro de linha
na entrada da fonte ou, ainda, múltiplas saídas com tensões de alimentações diferentes. Os estágios
básicos que todas as fontes tradicionais têm são os seguintes:
• Entrada: A tensão que entra na fonte é a tensão alternada da rede elétrica, 110 V ou 220 V
(60 Hz ou 50 Hz).
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Hardware 52• Transformador: A tensão é reduzida pelo transformador. Em uma fonte de 12 V, o
transformador reduz a tensão alternada da entrada para 12 V. Na saída do transformador a
tensão ainda é alternada.
• Retificador: Esse circuito, formado por diodos, pega a parte negativa da tensão alternada da
saída do transformador e a transforma em positiva, tornando-a em forma de onda pulsante
(ver Figura 02).
• Filtro: O filtro, formado por capacitores, transforma a forma de onda pulsante em tensão
contínua. Entretanto, na saída do filtro, a tensão apresenta uma pequena oscilação, chamada
ripple.
• Regulador: O circuito regulador (normalmente formado por um diodo zener ou por um
circuito integrado) remove a oscilação da forma de onda, fazendo com que a tensão seja,
finalmente, contínua.
O problema desse tipo de fonte de alimentação é o tamanho. Quanto mais corrente o circuito
que estiver conectado a esse tipo de fonte necessitar (ou seja, quanto maior o consumo), maior terá
de ser o transformador.
Fontes de alimentação para computador se fosse construídas com esse esquema, seriam
extremamente grandes e pesadas (pois o transformador seria grande).
A solução é o uso da técnica de chaveamento em alta freqüência e, daí, o nome fonte chaveada
(esse nome não tem nada a ver com o fato de a fonte ter ou não uma chave liga-desliga). Essa
técnica baseia-se na fórmula de construção de transformadores e na fórmula para o cálculo dos
capacitores do circuito de filtro. Para esses dois componentes, quanto maior for a freqüência da
tensão alternada, menor têm de ser. Na fonte chaveada, é adicionado um novo estágio antes do
transformador, chamado chaveador. Nesse estágio, a tensão alternada da rede elétrica tem a sua
freqüência aumentada de 60 Hz (ou 50 Hz em alguns países) para cerca de 20 KHz (ainda em 110V
ou 220 V). Dessa forma, consegue-se uma fonte de alimentação capaz de fornecer altas correntes
com um tamanho físico pequeno. A figura 03 apresenta o diagrama simplificado em blocos de uma
fonte chaveada.
Figura 03. Diagrama de blocos fonte chaveada
Potência
As fontes de alimentação são vendidas baseadas em uma potência nominal, como 250W,
330W, etc. Essa é a potência máxima que a fonte pode ter em suas saídas, isto é, no micro. Você
mesmo pode calcular a potência consumida por seu micro somando as potências máximas
individuais de cada componente. Periféricos como discos rígidos e unidades de CD-ROM têm
estampado o seu consumo de corrente. Por exemplo, o gravador CD-R HP 7200 tem estampado os
seguintes consumos: 1,8 A x 5 V e 400 mA x 12 V. A fórmula para calcular potência é:
P = V x I
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Hardware 53
Dessa maneira, a potência máxima consumida por esse gravador CD-R é 13,8 W (1,8 x 5 +
0,4 x 12). Você pode executar esse mesmo procedimento para todos os componentes do seu micro.
No caso de placas e outros periféricos, o seu consumo vem relacionado em suas especificações
técnicas, obtidas no manual do periférico, ou então em seu datasheet (documento contendo
especificações técnicas), disponível no site do fabricante na Internet.
Outro exemplo: a placa de som Sound Blaster Live! tem os seguintes consumos: 300 mA x 5
V, 500 mA x 12 V e 30 mA x -12 V. O consumo total é de 7,86 W.
Nota: No caso de tensões negativas (-5 V e -12 V), você deve desconsiderar o sinal de menos nas
contas, ou seja, calcule como se a tensão fosse positiva.
Nota: Não se esqueça que, para o cálculo, a corrente deve ser entrada em (unidade) ampéres. 1 mA
= 0,001 A.
Na tabela abaixo foi calculada a potência consumida por um micro repleto de periféricos.
Como você pode perceber, a potência total é bem menor do que as fornecidas nominalmente pelas
fontes de alimentação (200 W, 250 W, 300 W).
Você pode fazer os mesmos cálculos para o seu micro. Lembramos que para o cálculo da
potência, você deve considerar somente os periféricos internos, ou seja, aqueles que são instalados
dentro do gabinete do micro, e que são alimentados direta ou indiretamente pela fonte de
alimentação.
O grande problema é que a maioria das fontes de alimentação tem uma potência nominal
alta, porém não são capazes de fornecer eficientemente toda a sua potência, por serem mal
construídas. Dessa forma, fontes de baixa qualidade podem apresentar problemas ao alimentar esta
máquina, mesmo tendo uma potência nominal bem maior! Entre os sintomas típicos de uma fonte
que não consegue fornecer corrente suficiente estão congelamentos, travamentos e resets aleatórios.
Tipos e Pinagem
A fonte de alimentação é normalmente vendida junto com o gabinete do micro. Dessa
forma, o formato físico da fonte varia de acordo com o tipo de gabinete: AT, LPX, ATX, ITX e
NLX.
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Fontes AT (Advanced Tecnology)
As placas-mãe AT utilizam o conector apresentado na Figura 04. Esse conector é dividido
em dois. Para a correta instalação, os fios pretos devem ficar ao centro do conector.
Figura 04. Conector utilizado por fontes de alimentação AT
Os fios e tensões usados por essa fonte de alimentação podem ser conferidos na tabela a seguir.
Pino Função Cor do fio
1 Power Good Laranja
2 5 V Vermelho
3 12V Amarelo
4 -12V Azul
5 Terra Preto
6 Terra Preto
7 Terra Preto
8 Terra Preto
9 -5 V Branco
10 5 V Vermelho
11 5 V Vermelho
12 5 V Vermelho
Conector de Ligação ao gabinete AT
Figura 05. Esquema de ligação conector power
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Hardware 55
Figura 06. Conectores AT
Geralmente, sobre as fontes do tipo AT existe uma espécie de etiqueta com informações
sobre a fonte. Uma destas informações é o esquema de cores apresentado acima. Portanto, se você
esquecer deste esquema, basta olhar nesta etiqueta. Na maioria das vezes as informações estão em
inglês, mas mesmo assim é possível identificar o esquema de cores.
Black = Preto
Blue = Azul
White = Branco
Brown = Marrom
Conexão com a placa-mãe
A fonte de alimentação é normalmente vendida junto com o gabinete do micro. Dessa
forma, o formato físico da fonte varia de acordo com o tipo de gabinete: AT, LPX, ATX, ITX E NLX .
Figura 07. Conexão de placa-mãe modelo at
Fontes de Alimentação ATX (Advanced Tecnology Extendend)
Já placas-mãe ATX utiliza um outro tipo de fonte de alimentação, que fornece mais sinais.
Esse tipo de fonte utiliza um outro conector, de 20 pinos. Os fios e as tensões utilizados por fontes
desse tipo podem ser vistos na tabela a seguir.
Figura 08.
Conector da Fonte ATX
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Hardware 56
Na tabela abaixo encontramos o esquema dos fios da Fonte de alimentação ATX 20 Pinos.
Pino Função Cor do fio
1 3,3 Laranja
2 3,3 Laranja
3 Terra Preto
4 5 V Vermelho
5 Terra Preto
6 5 V Vermelho
7 Terra Preto
8 Power Good Cinza
9 5VSB Roxo
10 12 V Amarelo
11 3,3 V Laranja
12 -12 V Azul
13 Terra Preto
14 Power on Verde
15 Terra Preto
16 Terra Preto
17 Terra Preto
18 -5 V Branco
19 5 V Vermelho
20 5 V Vermelho
Sistema de ligação da fonte ATX
Em equipamentos antigos, o botão liga/desliga servia para ativar e desativar o fornecimento
de corrente elétrica. A fonte tinha unicamente a função de alimentar. Nos sistemas atual (ATX) não
tem mais a presença do conector na fonte de alimentação, mas sim pinos na placa–mãe que são
ligados a um botão no gabinete, quando este botão é acionadoa placa emite um sinal para a fonte de
alimentação que é acionada e alimenta o computador.
Em fontes de alimentação AT quando acionávamos o
desligamento pelo menu iniciar no sistema operacional, o equipamento
emitia uma mensagem que o computador poderia ser desligado em
segurança mas a fonte não finalizava o fornecimento de energia até que o
botão fosse acionado. Nas fontes de alimentação ATX quando o mesmo
processo é executado a fonte encerra sua operação, não havendo a
necessidade de desligamento manual. Por este motivo as fontes de
alimentação ATX são consideradas inteligentes.
Figura 10. Pinos do Power SW na Placa-mãe
Figura 09. Esquema de funcionamento da
fonte ATX
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Hardware 57
Características da Fonte ATX
Assim como qualquer tecnologia produzida por mais de um fabricante, as fontes de
alimentação devem ser fornecidas dentro de padrões estabelecidos pela indústria de forma a garantir
sua compatibilidade com outros dispositivos e o seu funcionamento regular. No caso das fontes, o
padrão mais utilizado nos dias de hoje é o ATX (Advanced Tecnology Extendend), que surgiu em
meados de 1996 e que também especifica formatos de gabinetes de computadores e de placas-mãe.
Com essa padronização, uma pessoa saberá que, ao montar uma computador, a placa-mãe se
encaixará adequadamente no gabinete da máquina, assim como a fonte de alimentação. O padrão
ATX, na verdade, é uma evolução do AT (Advanced Tecnology) portanto, adiciona melhorias em
pontos deficientes do AT. Isso fica evidente, por exemplo, no conector de alimentação da placa-
mãe: no padrão AT, esse plugue era dividido em dois, podendo facilmente fazer com que o usuário
os invertesse e ocasionasse danos. No padrão ATX, esse conector é uma peça única e só possível de
ser encaixada de uma forma, evitando problemas por conexão incorreta.
As fontes ATX também trouxeram um recurso que permite o desligamento do computador
por software. Para isso, as fontes desse tipo contam com um sinal TTL (Transistor-Transistor
Logic) chamado PS_ON (Power Supply On). Quando está ligada e em uso, a placa-mãe mantém o
PS_ON em nível baixo, como se o estive deixando em um estado considerado "desligado". Se a
placa-mãe estiver em desuso, ou seja, não estiver recebendo as tensões, deixa de gerar o nível baixo
e o PS_ON fica em nível alto. Esse sinal pode mudar seu nível quando receber ordens de ativação
ou desativação de determinados recursos, por exemplo:
Soft Power Control: usado para ligar ou desligar a fonte por software. É graças a esse
recurso que o sistema operacional consegue desligar o computador sem que o usuário tenha que
apertar um botão para isso;
O sinal PS_ON depende da existência de outro: o sinal +5 VSB ou Standby. Como o nome
indica, esse sinal permite que determinados circuitos sejam alimentados quando as tensões em
corrente contínua estão suspensas, mantendo ativa apenas a tensão de 5 V. Em outras palavras, esse
recurso é o que permite ao computador entrar em "modo de descanso". É por isso que a placas de
vídeo ou o HD, por exemplo, pode ser desativado e o computador permanecer ligado.
Há também outro sinal importante chamado Power Good que tem a função de comunicar à
máquina que a fonte está apresentando funcionamento correto. Se o sinal Power Good não existir ou
for interrompido, geralmente o computador desliga automaticamente. Isso ocorre porque a
interrupção do sinal indica que o dispositivo está operando com voltagens alteradas e isso pode
danificar permanentemente um componente. O Power Good é capaz de impedir o funcionamento de
chips enquanto não houver tensões aceitáveis. Esse sinal, na verdade, existe desde padrão AT. No
caso do padrão ATX, sua denominação é PWR_OK (Power Good OK) e sua existência se refere às
tensões de +3,3 V e de +5 V.
Como se trata de um padrão relativamente antigo, o ATX passou - e passa - por algumas
mudanças para se adequar a necessidades que foram - e vão - aparecendo por conta da evolução
tecnologia de outros dispositivos. Com isso, surgiram várias versões:
- ATX12V 1.x: essa nova especificação surgiu em meados de 2000 e consiste, basicamente, em um
conector adicional de 12 V formado por 4 pinos, e outro, opcional, de 6 pinos e tensão de 3,3 V ou
5 V. Essa versão foi sofrendo pequenas revisões ao longo do tempo. A última, a 1.3, teve como
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Hardware 58
principal novidade a implementação de um conector de energia para dispositivos SATA;
- ATX12V 2.x: série de revisões que lançou um conector para a placa-mãe de 24 pinos (até então, o
padrão era 20 pinos) e adicionou, na versão 2.2, um plugue para placas de vídeo que usam slot PCI
Express, recurso necessário devido ao alto consumo de energia desses dispositivos. Neste padrão, o
conector opcional de 6 pinos foi removido;
- EPS12V: especificação muito parecida com a série ATX12V 2.x, definida pela SSI (Server
System Infrastructure) inicialmente para ser aplicada em servidores. Seu principal diferencial é a
oferta de um conector adicional de 8 pinos (que pode ser uma combinação de dois conectores de 4
pinos) e um opcional de 4. Para atender de forma expressiva o mercado, muitos fabricantes
oferecem fontes que são, ao mesmo tempo, ATX12V v2.x e EPS12V.
Vale frisar que há ainda vários outros formatos menos comuns para atender determinadas
necessidades, como variações do ATX (EATX, micro ATX, etc), EBX, ITX (e suas versões), entre
outros.
Figura 11. Conector e tabela de fios e tensão da Fonte ATX12V 2.X 24 Pinos
Figura 12. Conectores da Fonte ATX
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Exercícios
1. Qual a função da Fonte de Alimentação?
2. Quais são os tipos de fontes de alimentação mais utilizados?
3. Qual é o maior valor de tensão gerado pela fonte (AT/ATX) e enviado para a placa
mãe?
4. Qual a finalidade do sinal Power Good?
5. Quais os procedimentos necessários para ligarmos uma fonte ATX fora do gabinete?
6. Quais são os principais efeitos colaterais apresentados por uma fonte de alimentação
defeituosa ou mal dimensionada?
7. Quantos pinos tem o conector da fonte ATX?
8. Quantos pinos tem o conector da fonte AT?
9. Explique com suas palavras as principais diferenças entre as fontes AT e ATX.
10. Quais são as tensões fornecidas por uma fonte ATX?
11. Quais as cores dos Fios do Interruptor (Botão Gabinete) da Fonte AT
Assinale com X.
a. Amarelo, Azul, Verde e Preto ( )
b. Marron, Azul, Rosa e Branco. ( )
c. Laranja, Verde, Preto e Marrom. ( )
d. Azul e Branco, Preto e Marrom. ( )
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Hardware 60
PLACA-MÃE
Introdução
Apesar de o processador ser o principal componente do computador, temos num PC vários
outros periféricos, como memórias, HDs e placas de vídeo, que sob seu comando desempenham
várias funções essenciais. A função da placa mãe é justamente criar meios para que o processador
possa comunicar-se com todos estes componentes com a maior velocidade e confiabilidade
possíveis.
O suporte a novas tecnologias, as possibilidades de upgrade e, até certo ponto, a própria
performance do equipamento, são determinados pela placa mãe.
Formatos:
Atualmente, As placas disponíveis para venda no mercado são as de padrão ATX12V e
ATX 2.2 que é o formato ATX com 24 pinos no conectorprincipal (ATX12V é um padrão
utilizado em placas para processadores a partir da sétima geração). Este padrão esta disponível no
mercado desde o final dos anos 90. Anterior a este padrão tínhamos o padrão AT formato que foi
utilizado desde os primeiros PCs.
São diversas as vantagens do padrão ATX sobre o padrão AT entre elas podemos citar:
As placas adeptas do padrão ATX em sua maioria das vezes são bem maiores, o que permite
aos projetistas criar placas com uma disposição mais racional dos vários componentes, evitando que
fiquem amontoados.
Os gabinetes para placas ATX também são maiores, o que além de garantir uma melhor
ventilação interna, torna mais fácil a montagem.
Outra vantagem é que nas placas ATX, as portas seriais e paralelas, assim como conectores
para o teclado, portas USB e PS/2, formam um painel na parte traseira da placa, eliminando a tarefa
de conectá-las à parte de trás do gabinete através de cabos e minimizando problemas de mau
contanto. Algumas placas com som e rede on-board também trazem no painel os conectores para
estes periféricos.
Fontes de Alimentação.
Além do tamanho e da disposição mais prática dos encaixes das portas seriais, paralelas,
PS/2 e USB, outra grande diferença do padrão ATX sobre o antigo padrão AT, é a fonte de
alimentação. Enquanto no AT a fonte é “burra” limitando-se a enviar corrente ou interromper o
fornecimento quando o botão liga-desliga é pressionado, no padrão ATX é utilizada uma fonte
inteligente. A fonte ATX recebe ordens diretamente da placa mãe, o que permite vários recursos
novos, como a possibilidade de desligar o micro diretamente pelo sistema operacional, sem a
necessidade de pressionar o botão liga-desliga, programar o micro para ligar ou desligar sozinho em
um horário pré-programado, entre outros.
O próprio funcionamento do botão liga-desliga num gabinete ATX também é diferente.
Primeiramente, o botão não é ligado na fonte, como no padrão AT, mas sim ligado ao conector
“ATX Power Switch”, um conector de dois pinos da placa mãe, que fica próximo aos conectores
para as luzes do painel do gabinete. O comportamento do botão ao ser pressionado também é
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diferente. Estando o micro ligado, apenas um toque no botão faz o micro entrar em modo suspend.
Para realmente cortar a eletricidade, é preciso manter o botão pressionado por mais de 4 segundos.
Mais uma diferença, diz respeito ao conector da fonte de alimentação. Em placas mãe
padrão AT, o conector possui 12 contatos, que recebem da fonte tensões de 5 e 12 volts. Em placas
padrão ATX, o conector é um pouco diferente, possuindo 20 contatos e recebendo também a tensão
de 3.3v.
Componentes da Placa Mãe
Independentemente de seu formato ou modelo, encontramos basicamente sempre os mesmos
componentes numa placa mãe. Temos: slots ISA, PCI, AGP, AMR e PCI Express para o encaixe de
placas de vídeo, de som, modem e outros periféricos, soquetes para o encaixe de módulos de
memória e também do processador; portas seriais e paralelas, controladora de drives de disquetes,
interfaces IDE e SATA conectores para o teclado e fonte de alimentação, portas USB, reguladores
de tensão e, é claro, o BIOS e o Chipset. Normalmente, você encontrará um diagrama nas primeiras
páginas do manual da sua placa mãe. Este diagrama é bem útil na hora de montar um micro, pois
permite localizar facilmente os encaixes e jumpers da placa.
A placa mãe propriamente dita, não é formada por uma única placa de circuito impresso,
sendo, na verdade, um sanduíche formado por várias placas prensadas. Cada uma destas placas
contém alguns dos contatos necessários para conectar todos os componentes, e em vários pontos
temos contatos que fazem a comunicação entre elas.
Esta técnica, chamada de MPCB ou “Multiple Layer Printed Circuit Board” (placa de
circuito impresso com várias camadas), exige tecnologia de ponta e um projeto desenvolvido
cuidadosamente, pois um mínimo erro na posição dos componentes ou contatos pode gerar
problemas elétricos ou interferências, colocando em risco toda a estabilidade do sistema. A
qualidade do projeto e as técnicas de produção usadas na fabricação da placa de circuito impresso,
são alguns dos fatores que diferenciam boas placas de placas mais baratas, de qualidade inferior.
:. Chipset
Depois do processador, o componente mais “inteligente” do micro, que executa o maior
número de funções é o chipset. Ele comanda toda a comunicação entre o processador e os demais
componentes, assim como entre os próprios componentes, como a placa de vídeo e o HD.
Antigamente, na época dos primeiros PCs, a placa-mãe era formada por circuitos integrados
discretos. Para cada circuito existente no micro realmente existia na placa-mãe um
circuito integrado que desempenhava aquela
função. Por exemplo, existia um circuito
controlador de interrupções, um controlador de
DMA (Direct memory access, acesso direto à
memória), um temporizador e assim por diante
(curiosidade: esses circuitos eram,
respectivamente, o 8259, 8237 e 8253).
Figura 1: Antigamente
eram necessários diversos
circuitos para construir
uma placa-mãe.
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O chipset é formado por dois chips:
� Ponte Norte:
Controla o tráfego de dados entre o processador, a memória e o slot AGP. O vídeo on-board,
quando presente, está na porte norte.
� Ponte Sul:
Controla o barramento PCI. Nele ficam também as interfaces USB e IDE. Também inclui
som on-board, modem on-board e rede on-board.
A ponte norte fica sempre localizada entre o processador, as memórias e o slot AGP. A
ponte sul fica logo abaixo dos slots PCI.
Atualmente a ponte norte opera com velocidades bem elevadas, maiores que há poucos anos
atrás. Se observarmos uma placa de CPU de 1999 ou anteriores, veremos que a ponte norte não
possui dissipador de calor. Mas nas placas atuais, a ponte norte usa sempre um ventilador ou um
dissipador metálico de calor. Não se preocupe com este dissipador ou ventilador, ele já vem
instalado de fábrica.
Estrutura de uma placa de CPU.
O chipset é o “sistema nervoso” do computador. Tudo o que o computador faz envolve uma
passagem de dados pelo chipset.
A figura abaixo mostra o diagrama de uma placa de CPU. A ponte norte faz a ligação entre o
processador, a memória e o slot AGP. Quando a placa de CPU tem vídeo onboard, este fica também
na ponte norte.
A ponte sul controla os slots PCI e possui as interfaces IDE, USB, som e rede onboard.
Os chipsets modernos possuem interfaces IDE e USB na ponte sul, mas existem algumas
variações. Algumas placas têm um chip USB adicional, aumentando o número de portas USB para
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6 ou 8. Algumas possuem um chip controlador IDE, aumentando o número de portas IDE para
quatro. Nem todos os chipsets possuem som e rede. Algumas placas usam chips adicionais para
essas funções.
Exemplo: Ouvir um arquivo MP3
Suponha que você clicou em um arquivo MP3 armazenado no seu disco rígido, e o
Windows Media Player reproduziu a música. Esta simples operação envolveu o chipset várias
vezes:
A) O arquivo MP3 é lido para a memória, através da interface IDE, passando pela ponte sul e
depois pela ponte norte.
B) O som MP3 é compactado, por isso precisa ser descompactado pelo processador.
C) O processador armazena na memória o arquivo já descompactado.
D) A placa de som pode buscar o arquivo na memória e reproduzi-lo.
Obs. Note com todas as etapas envolvem a passagemde dados pelo chipset!
Os principais Slots (Barramentos).
ISA (Industry Standard Architecture, Arquitetura do padrão da indústria).
ISA é um barramento para computadores, padronizado em 1981, inicialmente utilizando 8
bits para a comunicação, e posteriormente adaptado para 16 bits.
ISA de 8 bits
Utilizado para a comunicação com os periféricos nos antigos micros XT (processadores
8088), opera a uma frequência de 8 MHz utiliza 8 bits para comunicação, o que permitia a
passagem de dados à velocidade teórica de 8 MB/s. Foi o primeiro barramento de expansão.
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ISA de 16 bits
Expansão do ISA de 8 bits, para a utilização em processadores a partir do 286. A
comunicação com os periféricos utiliza palavras de 16 bits e frequência de 8 MHz, permitindo a
transmissão de dados à taxa de 16 MB/s. É um barramento do tipo compartilhado, compatível com
placas ISA 8 bits.
PCI (Peripheral Component Interconnect, Interconector de Componentes Periféricos).
O Barramento PCI é um elemento para conectar periféricos em computadores baseados na
arquitetura IBM PC.
Foi criado pela Intel em junho de 1992 quando esta desenvolveu o processador Pentium.
Tem capacidade de trabalhar a 32 ou 64 bits, oferecendo altas taxas de transferência de dados. Um
slot PCI de 32 bits pode transferir até 133 MB por segundo. Suporta os recursos Plug and Play
(PnP), permitindo que a placa instalada seja automaticamente reconhecida pelo computador.
Caracteristicas:
� Os slots PCIs são usados por vários tipos de periféricos, como placas de vídeo, placas de
som, placas de rede, modem, adaptadores USB.
� Usados para placas de som, rede, modem, digitalizadoras de vídeo, etc.
� Padrão 32 bits - 33MHZ - Velocidade: 133 MB/s
� As placas de CPU possuem de 1 até 6 slots PCI.
� Os slots PCI são bastante velozes.
� Um modem exige apenas 5.000 bytes/s
� Uma placa de som exige apenas 200.000 bytes/s
� Uma placa de rede exige apenas 12 MB/s
� A velocidade dos slots PCI é suficiente para a maioria das placas existentes.
AGP (Accelerated Graphics Port).
O slot AGP serve exclusivamente para um propósito: conectar uma placa de vídeo AGP. As
placas AGP são tridimensionais, ou seja, são capazes de gerar imagens 3D, comuns nos jogos
modernos.
A maioria das placas de CPU atuais possui um só slot AGP. Algumas não possuem. Não
existem placas de CPU com mais de um slot AGP.
O slot AGP foi criado para oferecer velocidades maiores que os 133 MB/s do slot PCI. As
placas de CPU mais modernas possuem slot AGP 8x, que oferece uma velocidade de 2133 MB/s,
ou seja, 16 vezes mais rápido que o PCI.
Velocidades dos slots AGP
� AGP 1x: 266 MB/s (1997)
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� AGP 2x: 533 MB/s (1999)
� AGP 4x: 1066 MB/s (2000)
� AGP 8x: 2133 MB/s (2002)
� As placas de CPU modernas têm slot AGP 8x. A velocidade 8x só será usada se a placa de
vídeo também for 8x. Senão prevalecerá a velocidade da mais lenta.
Slot e placa AGP
� Slot AGP 8x e placa de vídeo 8x: Funcionamento será em 8x
� Slot AGP 8x e placa de vídeo 4x: Funcionamento será em 4x
� Slot AGP 4x e placa de vídeo 8x: Funcionamento será em 4x
� Slot AGP 4x e placa de vídeo 4x: Funcionamento será em 4x
� Etc...
PCI Express
É o padrão de slots para placas de PCs sucessor do AGP e do PCI. Sua velocidade vai de x1
até x32, sendo que mesmo a versão x1 consegue ser duas vezes mais rápido que o PCI tradicional.
No caso das placas de vídeo um slot PCI Express de x16 é duas vezes mais rápido que um AGP
8x.Um dos frutos dessa evolução é o barramento PCI Express, o substituto do barramento PCI
(Peripheral Component Interconnect) e do barramento AGP (Accelerated Graphics Port). A
tecnologia PCI Express conta com um recurso que permite o uso de uma ou mais conexões seriais,
isto é, "caminhos" (também chamados de lanes) para transferência de dados. Se um determinado
dispositivo usa um caminho, então diz-se que este utiliza o barramento PCI Express 1X, se utiliza 4
conexões, sua denominação é PCI Express 4X e assim por diante. Cada lane pode ser bidirecional,
ou seja, recebe e envia dados. O PCI Express utiliza, nas suas conexões, linhas LVDS (Low Voltage
Differential Signalling). Com arquitectura diferencial, que lhe permite grande imunidade ao ruído, e
arquitectura de baixa voltagem é lhe permitido aumentar a largura de banda, graças à redução de
signal skew (atrasos na linha de transmissão).
Cada conexão usada no PCI Express trabalha com 8 bits por vez, sendo 4 em cada direção.
A freqüência usada é de 2,5 GHz, mas esse valor pode variar. Assim sendo, o PCI Express 1X
consegue trabalhar com taxas de 250 MB por segundo, um valor bem maior que os 132 MB do
padrão PCI.
Atualmente, o padrão PCI Express trabalha com até 32X, o equivalente a 8000 MB por
segundo. Certamente, com o passar do tempo, esse limite aumentará. A tabela abaixo mostra os
valores das taxas do PCI, PCI Express, AGP:
Barramento Taxa de Transferência
PCI 133 MB/s
AGP 2x 533 MB/s
AGP 4x 1.066 MB/s
AGP 8x 2.133 MB/s
PCI Express x1 250 MB/s
PCI Express x2 500 MB/s
PCI Express x4 1.000 MB/s
PCI Express x16 4.000 MB/s
PCI Express x32 8.000 MB/s
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AMR (Áudio Modem Riser - Levantador de Áudio e Modem)
Tipo de slot criado pela Intel para a instalação de placas periféricas usando tecnologia HSP
(Host Signal Processing), tais como placas de som e modem. A tecnologia HSP caracteriza-se por
transferir o controle do periférico para o processador da máquina, em vez de ter controle próprio.
Como vantagem, está o preço, já que a eletrônica envolvida é mais simples, visto que o periférico
não precisa ter circuito de controle próprio. Como desvantagem, está o uso do processador da
máquina, fazendo com que haja menos recursos disponíveis para outras tarefas, diminuindo o
desempenho da máquina. Esta queda de desempenho pode ou não ser perceptível, dependendo da
configuração da máquina.
CNR (Communications and Network Riser - Levantador de Comunicações e Rede)
O slot CNR é praticamente idêntico ao AMR. Visualmente a diferença entre os dois está em
sua localização na placa-mãe. Enquanto o slot AMR encontra-se no meio da placa-mãe,
encontramos o slot CNR na borda da placa-mãe.
Outra diferença é que o slot CNR além das placas já suportadas pelo AMR (Placa de som e
modem), ele suporta também placas de REDE.
Processadores e Soquetes
Socket de Processador Processadores suportados
Soquete FM2+ (FM2r2) Athlon, A4, A4 PRO, A6, A6 PRO, A8, A8 PRO, A10 e A10
PRO
Soquete FM2 A4, A6, A8, A10 e E2 (Soquete FM2)
Soquete F Athlon 64 FX-70, FX72 e FX-74
Socket 1155 (socket H2) Core i3, Core i5, Core i7, Pentium, Celeron
Socket 1156 (Socket H) Pentium, Core i3, Core i5, Core i7
LGA 1150 CoreI3série4000, I5 série4000, I7Série4700, Pentium séries
G600, G800, G2000 e Celeron séries G400, G500, G1600
PCBGA 1170 PENTIUM série J e Celereon série J
LGA 2011 Core I7 séries 3800, 3900, 4800 e 4900
FCBGA 1364 Core I7 série 5000 ("Haswell-E")
Socket LGA 1366 Core i7, Core i7 extreme e Xeon
Socket AM3 Phenom 2, Athlon 2, Sempron, Opteron (série 138x)
Socket AM2 e Socket AM2+ Sempron, Sempron LE, Sempron X2, Athlon 64, Athlon LE,
Athlon 64 X2, Athlon 64 FX, Opteron 1210, Athlon X2,
Phenom X3, Phenom X4, Phenom 2 X4
Socket FM1 Sempron 198, Athlon 2, AMD série A4, A6, A8, E2
Socket AM3+ Sempron, Sempron LE, Sempron X2, Athlon 64, Athlon LE,
Athlon 64 X2, Athlon 64 FX, Opteron 1210, Athlon X2,
Phenom X3, Phenom X4, Phenom2 X4
Soquete AM1 (FS1b) Athlon e Sempron (Soquete AM1)
Soquete F Athlon 64 FX-70, FX-72 E FX-74
Socket 939 É o socket usado pelos atuais modelos de athlon64 athlon64X2
e athlon64 FX.
Socket 754 Athlon64 e Sempron
Socket 775 Utilizado pelas novas versões Celeron e Pentium 4, Core2Duo e
DualCore
Socket 940 Opteron (servidores) e os primeiros Athlon64
PAC418 Socket Itanium
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Hardware 67
Socket 423 e Socket 478 O 423 foi utilizado para o primeiro modelo do Pentium 4, e logo
depois foi substituido pelo 478 .
Socket 370 Pentium III FC-PGA e Celeron PPGA/FC-PGA, Via C3.
Slot 1 (SC242) Pentium II, Pentium III e Celeron SEC
Slot 2 (SC330) Pentium II Xeon e Pentium III Xeon
Socket A (Socket 462) AMD Duron, Athlon PGA ou Athlon MP e Sempron 1ª g.
Slot A AMD Athlon SEC
Socket 603 intel Xeon
Super 7 AMD K6, K6-2, K6-III, Cyrix M-II, Pentium, Pentium MMX,
voltagem programada por jumpers.
Socket 8 Pentium Pro
Socket 7 Pentium, Pentium MMX e compatíveis, com barramento de 66
MHz, 3,3/2,8 volts
Socket 6 486DX4, 3 volts
Socket 5 Pentium, 3,3 volts
Socket 4 Pentium-60 e Pentium-66, 5 volts
Socket 3 486SX, DX, DX2, DX4, 3 e 5 volts
Socket 2 486SX, DX, DX2, 5 volts
Socket 1 486SX, DX, 5 volts
IDE (Integrated Drive Electronics - Eletrônica de Drive Integrada)
Padrão de discos rígidos criado em 1986 pela Western Digital a pedido da Compaq. Na
época, os discos rígidos existentes (padrões ST-506 e ESDI) possuíam uma placa controladora
externa ao disco rígido. Esta placa controladora era responsável por todo o controle do disco (envio
de comandos para a movimentação do conjunto das cabeças, por exemplo). Quando havia
interferência eletromagnética entre o disco rígido e a sua controladora, a controladora tinha que
enviar novamente o comando ao disco rígido, o que diminuía o desempenho do disco.
A idéia da Western Digital foi juntar em uma só peça o disco rígido e a sua controladora.
Daí o nome, eletrônica de drive integrada. A controladora do disco rígido passou a não estar mais
em uma placa separada, mas sim no próprio disco, fazendo com que o disco rígido IDE fosse mais
rápido e mais confiável do que os discos dos padrões ESDI e ST-506 existentes na época.
Desta forma, a conexão do disco rígido IDE ao micro - chamada ATA - é muito mais
simples de ser feita do que dos discos existentes antes, dos padrões ESDI e ST-506, já que a porta
IDE não é uma controladora, mas sim uma porta (como dissemos, quem controla o disco rígido IDE
é o próprio disco rígido). A porta ATA usa um conector de 40 pinos (se usar comunicação paralela,
o que é mais comum) ou de 4 pinos (se usar comunicação serial, chamada SATA, que é ainda uma
novidade). Na conexão ATA paralela, é possível conectar dois discos IDE por porta. Como cada
disco tem uma controladora integrada, as controladoras entram em conflito, pois ambas querem
controlar a comunicação dos discos com o PC. Por isto é necessário desabilitar uma das
controladoras para que os discos funcionem. Daí os nomes "máster" (mestre) para o disco que
mantém a controladora ativada e "slave" (escravo) para o disco que tem sua controladora
desativada.
Este padrão acabou sendo adotado pelos demais fabricantes e é hoje o padrão mais popular
de discos rígidos.
Alguns anos mais tarde o padrão IDE foi revisado de forma que outros periféricos, como
CD-ROM, Zip Drive, leitoras de fita, etc também pudessem ser conectados ao PC usando a mesma
porta IDE usada pelos discos rígidos, barateando o custo de se ligar estes periféricos ao micro (antes
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Hardware 68
estes periféricos tinham de usar uma placa proprietária para serem contactados ao PC ou então usar
a conexão SCSI, que é cara). Esta revisão é chamada EIDE (Enhanced IDE).
Principais Fabricantes
Placa-Mãe: Asus, Soyo, Intel, MSI, ECS, PC-chips, Soltek, Abit, Gigabyte, Aopen, AsRock, Shuttle,
Abit e etc…
Chipsets: Intel, VIA, Nvidia, SIS e AMD-ATI mais conhecida por fabricar excelentes chips para
placas de vídeo..
Exercícios
1. Cite alguns fabricantes de placas-mãe e de Chipset:
Placa-mãe:
Chipset:
2. Quais são os dois principais formatos de placa-mãe?
3. Nas placas-mãe ATX (on-board) os conectores de_______________________________
_________________estarão soldadas na traseira da placa-mãe.
4. Cite respectivamente o nome do conector do teclado da placa-mãe ATX e AT.
5. Nos cabos flats, o lado marcado na cor vermelha serve de referência para conexões.
Esse lado vermelho deverá estar conectado aos dispositivos ou à placa-mãe através de
um pino que recebe o nome de____________.
6. Defina chipset.
7. Cite duas funções da bateria:
8. Quais são as placas que podemos instalar no slot PCI.
9. Cite 3 tipos de slots e qual a sua aplicação.
10. Ao instalar uma placa de vídeo AGP 8x em um slot AGP 4x, qual será a velocidade da
placa de vídeo?
11. Relacione as Colunas:
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Hardware 69
PCI ( ) ( 01 ) 16MB/s
ISA 16bits ( ) ( 02 ) 132MB/s
AGP 8X ( ) ( 03 ) 4000MB/s
PCI Express 16X ( ) ( 04 ) 2133MB/s
12. Desenhe uma placa-mãe respeitando suas principais características e seus
componentes.
Obs. O objetivo do desenho é a memorização das principais características da placa-mãe e
não formar desenhistas.
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Hardware 70
PROCESSADORES
Introdução
Ao iniciar os estudos dos processadores, você pensara que conhece todos os processadores
modernos. Verá que existirão modelos que não foram citados. Depois de 3 ou 6 meses verá que
novos modelos foram lançados. Depois de um ano, ainda mais. Sendo assim, você nunca vai parar
de estudar o assunto!
A coisa não é tão feia assim. Os fabricantes exageram um pouco no marketing dos seus
lançamentos. As vezes criam novos nomes para produtos que são parecidos com os já existentes.
Por exemplo, o Pentium Dual Core e o Celeron Dual Core são apenas Core2Duo com pequenas
diferenças em relação ao tamanho da cache L2 e ao clock externo. Conhecendo Core2Duo, você já
saberá quase tudo que precisa saber sobre os novos modelos. O mais importante de tudo é conhecer
os conceitosgerais que não mudam, válidos para processadores novos e antigos: formato do soquete,
clock interno e externo, caches L1, L2 e L3, técnicas de refrigeração. Com este conhecimento você
verá que falta muito pouco para aprender sobre modelos futuros. As técnicas de manutenção que
você aprende para um processador atual, normalmente poderão ser usadas para processadores
futuros, exceto por pequenas eventuais pequenas ressalvas que você podera conhecer com
facilidade em artigos técnico na internet,
Uma pequena dificuldade com processadores é que existem muitos nomes para serem conhecidos.
Felizmente muitos modelos são parecidíssimos, do ponto de vista de instalação e manutenção.
Segue abaixo uma lista de processadores:
Processadores Intel, Arquitetura CORE
Modelo Aplicação
Core 2 Quad Este foi até o final de 2008, o mais avançado processador Intel. Trata-se de um
processador com quatro núcleos (Quad core), ou seja, funciona como quatro
processadores dentro de um único chip.É um processador caro e destinado a micros
avançados. Atualmente os processadores mais avançados da Intel são o Core i7 e o
Core i7 Extreme, que falaremos adiante.
Core 2 Duo Esse chip é base para todos os processadores atuais da Intel. É um processador Dual
(Dual Core), ou seja, com dois núcleos. Funciona como dois processadores
independentes dentro de um só chip. Um Core 2 Quad, por exemplo, é formado por
dois processadores Core 2 Duo dentro de um único chip, totalizando quatro núcleos.
Core 2 Extreme Existem vários modelos deste processador. Alguns deles possuem quatro núcleos,
sendo equivalentes ao Core 2 Quad. Outros são modelos avançados de Core 2 duo, com
clocks mais elevados e maiores quantidades de cache L2. São processadores caros para
micros avançados.
Pentium Dual Core É uma versão simplificada de Core 2 Duo. Tem cachê L2 e clock externo menores que
o Core 2 Duo. É uma opção de baixo custo para máquinas de baixo custo.
Celeron Dual Core Processador derivado do Core 2 Duo, porém com cache L2 ainda menor. È a opção
mais barata de processador dual para maquinas de baixo custo.
Celeron série 400 É também baseado no Core 2 Duo, porém com apenas um núcleo (sigle core) e cache
L2 pequena.
Você encontrará informações sobre novos lançamentos de processadores da Intel, e novos
modelos de processadores já existentes, em htttp://processorfinder.intel.com.
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Processadores Intel arquitetura Netbusrt (Pentium 4)
Modelo Aplicação
Pentium 4 Esse foi o principal processador Intel entre 2000 e 2005. Foi produzido com várias
velocidades e deu origem a vários modelos, como os tipos celeron (mais baratos) e
modelos atuais, chamados Pentium D e Pentium Extreme Edition.
Pentium D e
Pentium Extreme
Edition
Esses foram os primeiros processadores duais, lançados em 2005. Eram formados
por dois núcleos de Pentium 4 dentro de um só chip. O Pentium Extreme edition era
muito caro, mas o Pentium D era uma opção relativamente barata de processador
dual, e foi razoavelmente popular entre 2005 e 2006.
Celeron e Celeron-D A Intel produziu versões simplificadas do Pentium 4 e chamou-as inicialmente de
Celeron, depois lançou processadores um pouco mais velozes e os chamou de
Celeron D. Foram usados em computadores baratos entre 2001 e 2006.
O Pentium 4 ainda é muito comum (micros produzidos entre 2002 e 2006), mas seu
antecessor, o Pentium III, foi produzido até aproximadamente 2001, portanto é encontrado apenas
em micros mais antigos. A tabela abaixo apresenta um resumo sobre modelos dessa época e
anteriores.
Processadores Intel antigos, arquiteturas P5, P6 e anteriores
Modelo Aplicação
Pentium III Bastante popular entre 1999 e 2001, principal representante da arquitetura P6. Apartir
daí foi gradativamente substituído pelo P4.
Pentium II Lançado em 1997, o Pentium II foi o primeiro processador Intel que usava o formato de
cartucho. Foi produzido com velocidade entre 233MHz e 450MHz. Em meados de
1999 foi substituído pelo Pentium III.
Celeron EM 1998 o Celeron foi lançado, como uma versão simplificada do Pentium II, depois
como uma versão simplificada do Pentium III. Modelos entre 500MHz e 1,3 GHz são
derivados do Pentium III. Note que a designação “Celeron” é usada também para
processadores derivados do Pentium 4, e também para modelos novos derivados da
arquitetura core.
Pentium MMX Em 1997, época em que o Pentium II era oferecido para os micros mais avançados, a
Intel havia lançado também o Pentium MMX. Tanto o Pentium quanto o Pentium
MMX usavam a chamada arquitetura P5, enquanto o Pentium II, Pentium III e Celeron
usavam a arquitetura P6.
Pentium Produzido entre 1994 e 1996, com velocidades entre 60 MHz e 200MHz. Foi o
primeiro processador da geração que englobou também o Pentium MMX da própria
Intel (arquitetura P5).
80286, 80386, e
80486
Foram lançados respectivamente em 1982, 1986 e 1989. Entre 1990 e 1995 ainda eram
comuns micros com esses processadores. Os mais baratos usavam o 286 ou o 386, e os
mais caros usavam o 486.
A AMD produz processadores que rivalizam com os modelos da Intel. Apesar de ser vice-
líder no mercado de processadores (a Intel é uma empresa muito maior), a AMD tem excelente
reputação e produz processadores com custo e desempenho competitivos.
Processadores AMD
Modelo Aplicação
Phenom Desde 1999 a AMD usa a marca “Athlon” para seus principais processadores. Tivemos
o Athlon, o Athlon XP, o Athlon 64 e o Athlon 64 X2. No inicio de 2008 foram
lançados os novos processadores, dessa vez chamados “Phenom”. Possui muitos
melhoramentos com modelos de 2, 3 e 4.Utiliza o socket AM2+, porém pode ser
instalado na maioria das placas com Socket AM2. No inicio de 2009 já estava
disponível o Phenom com Socket AM3.
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Hardware 72
Athlon 64 X2 Foi o primeiro processador dual da AMD, formado por dois núcleos de Athlon 64.
Athlon 64 Foram produzidos vários modelos de processadores Athlon 64. Dele foram derivados
modelos mais avançados, como Athlon 64 FX e Athlon 64 X2.
Sempron Este é o mais simples processador produzido pela AMD, e bastante comum em micros
populares. O sempron foi produzido a partir do final de 2004, inicialmente usando o
socket A (idêntico ao Athlon XP). Já no final de 2005 era produzido apenas com o
formato Socket 754, o mesmo usado pelo Athlon 64. Versões mais recentes usam o
Sockete AM2.
Você encontrará informações detalhadas sobre novos processadores AMD, e sobre novos
modelos dos processadores já existentes, em www.amdcompare.com.
Note que o athlon 64 marcou o início da era dos processadores 64 bits, em 2003. Somente
dois anos depois a Intel também passou a usar 64 bits nos seus processadores. Todos os modelos da
família Core, assim como versões mais novas do Pentium 4 e seus derivados, são de 64 bits. Antes
do Athlon 64, os processadores eram de 32 bits, como é o caso do athlon XP. As primeiras gerações
de processadores Athlon usavam arquitetura K7 (da mesma forma como o Athlon 64 era também
chamado de K8).
Processadores AMD, arquitetura K7
Modelo Aplicação
Athlon XP Este processador foi muito popular entre 2001 e 2004. Seu soquete era chamado de
“Socket A”, ou “Socket 462”. No final de 2004 passou a ser fabricado com o nome
Sempron (Ainda usando o Socket A), com pequenas modificações.
Athlon O primeiro processador Athlon foi lançado em 1999, e tinha um formato de cartucho,
muito parecido com o Pentium III daquela época. Em 2000 passou a ser produzido com
o formato para socket A, que foi usado até o final de 2005. O Athlon deu origem à
família de processadores que inclui também o Duron, o Athlon XP e as primeiras
versões de Sempron.
Duron Também usado em placas mãe para socket A, o Duron era um Athlon Simplificado.
Assim como o Athlon XP foi muito popular entre 2001 e 2004, o AMD K6-2 foi o mais
popular da geração anterior. É encontrado portanto em micros antigos, produzidos entre 1999 e
2001.
Processadores AMD, arquiteturas K6 e anteriores
Modelo Aplicação
K6, K6-II, K6-III São processadores compatíveis com o Pentium, e foram produzidos entre 1997 e 2000.
A principio, uma placa-mãe para Pentium permitia a instalação do K6, K6-II, K6-III,
mas nem sempre existia a compatibilidade. Por exemplo, placas para Pentium
produzidas antes de 1997 eram incompatíveis com a família K6.
K5 Este processador é bastante raro. Foi produzido entre 1996 e 1997, e era similar ao
Pentium. Não era tão veloz, e foi substituído pelo K6, um projeto bem melhor.
286, 386, 486 e 586 Os processadores 286 da AMD eram idênticos aos da Intel. Na época, as duas empresas
eram parceiras e produziam chips idênticos. A parceriafoi terminada e a AMD passou a
produzir processadores compatíveis com os da Intel, mais baratos e quase sempre mais
rápidos. O 586, por exemplo, era uma versão avançada do 486.
Como os Processadores Funcionam.
Apesar de cada microprocessador ter seu próprio desenho interno, todos os
microprocessadores compartilham do mesmo conceito básico. Daremos uma olhada dentro da
arquitetura de um processador genérico, para que assim você seja capaz de entender um pouco mais
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sobre os produtos da Intel e da AMD, bem como as diferenças entre eles.
O processador – que também é chamado de microprocessador, CPU (Central Processing
Unit) ou UCP (Unidade Central de Processamento) – é o encarregado de processar informações.
Como ele vai processar as informações vai depender do programa. O programa pode ser uma
planilha, um processador de textos ou um jogo: para o processador isso não faz a menor diferença,
já que ele não entende o que o programa está realmente fazendo. Ele apenas obedece às ordens
(chamadas comandos ou instruções) contidas no programa. Essas ordens podem ser para somar dois
números ou para enviar uma informação para a placa de vídeo, por exemplo.
Quando você clica duas vezes em um ícone para rodar um programa, veja o que acontece:
1. O programa, que está armazenado no disco rígido, é transferido para a memória. Um programa é
uma série de instruções para o processador.
2. O processador, usando um circuito chamado controlador de memória, carrega as informações do
programa da memória RAM.
3. As informações, agora dentro do processador, são processadas.
4. O que acontece a seguir vai depender do programa. O processador pode continuar a carregar e
executar o programa ou pode fazer alguma coisa com a informação processada, como mostrar algo
na tela.
Figura 1: Como a informação armazenada é transferida para o processador.
No passado, o processador controlava a transferência de informações entre o disco rígido e a
memória RAM. Como o disco rígido é mais lento que a memória RAM, isso deixava o sistema
lento, já que o processador ficava ocupado até que todas as informações fossem transferidas do
disco rígido para a memória RAM. Esse método é chamado PIO (Programmed Input/Output -
Entrada/Saída Programada). Hoje em dia a transferência de informações entre o disco rígido e a
memória RAM é feita sem o uso do processador, tornando, assim, o sistema mais rápido. Esse
método é chamado bus mastering ou DMA (Direct Memory Access - Acesso Direto à Memória).
Para simplificar nosso desenho, não colocamos o chip da ponte norte entre o disco rígido e a
memória RAM na Figura 1.
Processadores da AMD baseados nos soquetes 754, 939 e 940 (Athlon 64, Athlon 64 X2,
Athlon 64 FX, Opteron e alguns modelos de Sempron) possuem controlador de memória embutido.
Isso significa que para esses processadores a CPU acessa a memória RAM diretamente, sem usar o
chip da ponte norte mostrado na Figura 1.
Clock
Afinal, o que vem a ser clock? Clock é um sinal usado para sincronizar coisas dentro do
computador. Dê uma olhada na Figura 2, onde mostramos um típico sinal de clock: é uma onda
quadrada passando de “0” a “1” a uma taxa fixa. Nessa figura você pode ver três ciclos de clock
(“pulsos”) completos. O início de cada ciclo é quando o sinal de clock passa de “0” a “1”; nós
marcamos isso com uma seta. O sinal de clock é medido em uma unidade chamada Hertz (Hz), que
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é o número de ciclos de clock por segundo. Um clock de 100 MHz significa que em um segundo
existem 100 milhões de ciclos de clock
Figura 2: Sinal de clock.
No computador, todas as medidas de tempo são feitas em termos de ciclos de clock. Dentro
da CPU, todas as instruções precisam de um certo número de ciclos de clock para serem executadas.
Por exemplo, uma determinada instrução pode levar sete ciclos de clock para ser completamente
executada.
Quanto ao processador, o interessante é que ele sabe quantos ciclos de clock cada instrução
vai demorar, porque ele tem uma tabela que lista essas informações. Então se há duas instruções
para serem executadas e ele sabe que a primeira vai levar sete ciclos de clock para ser executada,
ele vai automaticamente começar a execução da próxima instrução no 8º pulso de clock. É claro que
esta é uma explicação genérica para um processador com apenas uma unidade de execução –
processadores modernos possuem várias unidades de execução trabalhando em paralelo e podem
executar a segunda instrução ao mesmo tempo em que a primeira, em paralelo. A isso chamamos
arquitetura superescalar.
Então o que o clock tem a ver com desempenho? Pensar que clock e desempenho são a
mesma coisa é o erro mais comum acerca de processadores.
Se você comparar dois processadores completamente idênticos, o que estiver rodando a uma
taxa de clock mais alta será o mais rápido. Neste caso, com uma taxa de clock mais alta, o tempo
entre cada ciclo de clock será menor, então as tarefas serão desempenhadas em menos tempo e o
desempenho será mais alto. Mas quando você compara dois processadores diferentes, isso não é
necessariamente verdadeiro.
Se você pegar dois processadores com diferentes arquiteturas – por exemplo, de dois
fabricantes diferentes, como Intel e AMD – o interior deles será completamente diferente.
Como dissemos, cada instrução demora um certo número de ciclos de clock para ser
executada. Digamos que o processador “A” demore sete ciclos de clock para executar uma
determinada instrução, e que o processador “B” leve cinco ciclos de clock para executar essa
mesma instrução. Se eles estiverem rodando com a mesma taxa de clock, o processador “B” será
mais rápido, porque pode processar essa instrução em menos tempo.
E há ainda muito mais no jogo do desempenho em processadores modernos, pois
processadores têm quantidades diferentes de unidades de execução, tamanhos de cache diferentes,
formas diferentes de transferência de dados dentro do processador, formas diferentes de processar
instruções dentro das unidades de execução, diferentes taxas de clock com o “mundo exterior”, etc.
Como o sinal de clock do processador ficou muito alto, surgiu um problema. A placa-mãe
onde o processador é instalado não podia funcionar usando o mesmo sinal de clock. Se você olhar
para uma placa-mãe, verá várias trilhas ou caminhos. Essas trilhas são fios que conectam vários
circuitos do computador. O problema é que, com taxas de clock mais altas, esses fios começaram a
funcionar como antenas, por isso o sinal, em vez de chegar à outra extremidade do fio,
simplesmente desaparecia, sendo transmitido como onda de rádio.
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Clock Externo
Os fabricantes de processadores começaram a usar, então, um novo conceito, chamado
multiplicação de clock, que começou com o processador 486DX2. Com esse esquema, que é usado
em todos os processadores atualmente, o processador tem um clock externo, que é usado quando
dados são transferidos de e para a memória RAM (usando o chip da ponte norte), e um clock
interno mais alto.
Para darmos um exemplo real, em um Pentium 4 de 3,4 GHz, estes “3,4 GHz” referem se ao
clock interno do processador, que é obtido quando multiplicamos por 17 seu clock externo de 200
MHz. Nós ilustramos esse exemplo na Figura 4.
Figura 4: Clocks interno e externo em um Pentium 4 de 3,4 GHz.
A grande diferença entre o clock interno e o clock externoA corrente eletrica, que é o fluxo de eletrons se deslocando de um local para outro, só existe
quando a Diferencia de Potencial entre dois pontos, isto é, quando um ponto esta com excessos de
eletrons e outro está com falta de elétrons. A Diferencia de Potencial ou a “força” que move os
eletrons de um ponto ao outro é chamada tensão Eletrica. A tensão eletrica é medida atravez de uma
unidade chamada Volt e ela é bastante comun em nosso dia-a-dia. Popularmente a tensão elétrica é
também chamada Voltagem.
A tensão elétrica fornecida por pilhas, baterias e outros é também chamada de tensão
continua. Esse nome vem do fato de que a pilha fornece sempre a mesma tensão, de maneira fixa.
Figura. 2
Tensão Continua
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TENSÃO ELÉTRICA ALTERNADA
Vimos que a tensão elétrica contínua possui esse nome porque a tensão elétrica não varia ao
longo do tempo. Já na tensão elétrica alternada, como o seu nome já diz, o valor da tensão varia ao
longo do tempo. O melhor exemplo de tensão alternada é a tomada encontrada em nossas casas: a
tensão da tomada é uma forma de onda senoidal, que muda suavemente de polaridade várias vezes
por segundo, como mostra a figura 3.
Figura. 3
Tensão Alternada
Fontes de tensão alternada — como a tomada elétrica encontrada em nossas casas possuem
dois pólos: um chamado fase e outro chamado neutro. O neutro é o “zero volt”, o pólo usado como
referencial. Já a fase é por onde a tensão elétrica vem. Ao contrário do que ocorre em uma pilha ou
em uma fonte de tensão contínua qualquer, não existem os pólos “positivo” e “negativo”: a fase é,
ao mesmo tempo, o pólo negativo e o pólo positivo, dependendo do momento.
POR QUE A REDE ELÉTRICA USA TENSÃO ALTERNADA?
Praticamente todos os equipamentos eletrônicos são alimentados com tensão continua e não
com tensão alternada. Rádios, aparelhos de Cd, aparelhos de DVD, computadores, videocassetes,
telefones sem fio, televisores são apenas alguns equipamentos que são alimentados por tensão
continua e não alternada é primeiramente convertida em tensão continua por um circuito chamado
fonte de alimentação ou conversor AC/DC.
Então fica a pergunta: para que a tensão alternada existe? Porque o sistema elétrico
simplesmente não distribui direto tensão continua em vez de alternada?
Há vários motivos para tensão elétrica de nossas casas ser alternada e não continua. O
primeiro motivo é a origem da própria tensão alternada. A eletricidade é gerada em usinas geradoras
de eletricidade. Nessas usinas, há uma turbina, que pode ser movida por água (usinas hidroelétricas)
ou por vapor (usinas termoelétricas e nucleares). Girando-se a turbina, cria-se eletricidade e na saída
da turbina, a tensão elétrica obtida é alternada! Ou seja, para transmitir-se a eletricidade em forma
de tensão continua da usina até a sua casa ela precisaria ser transformada em continua. Nada
demais, se não fosse um detalhe interessante que já estudamos a tensão continua precisa de dois
pólos, um positivo e outro negativo, enquanto que a tensão alternada possui apenas um pólo: a fase
(a fase que é ao mesmo, o pólo negativo e o pólo positivo). Com isso, para transmitir da usina até
uma cidade a tensão alternada é necessária apenas um fio, enquanto que a tensão continua necessita
de dois fios. Logo o custo de se transmitir tensão continua é maior!
Há ainda um motivo muito importante e que você precisa saber logo:transformadores só
funcionam em tensão alternada. Transformadores são componentes capazes de aumentar ou
diminuir uma tensão elétrica. Equipamentos eletrônicos em geral não usam exatamente a mesma
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tensão fornecida pela rede elétrica. Um aparelho que funcione com 12 V para ser alimentado com a
tensão da tomada (127V) precisará primeiro abaixar a tensão da rede elétrica para 12V para depois
transformar esta tensão alternada em continua (ou seja, transformar 12Vca em 12vcc). Outros
aparelhos – e o caso mais conhecido é o da televisão – necessitam de tensões elétricas muito
maiores para operarem (o tubo de imagens de um televisor é alimentado com 30.000 Volts).
Se a tensão elétrica da tomada fosse continua, haveria um enorme problema: como fazer
para abaixar ou aumentar a tensão fornecida? Como transformadores só funcionam em tensão
alternada, eles não poderiam ser usados e, logo, não haveria um meio fácil de aumentar ou abaixar a
tensão fornecida pela rede para um valor de que o aparelho precisasse.
FREQUÊNCIA
Uma das características mais importantes que devemos saber sobre uma tensão alternada,
além do seu valor de pico-a-pico, é a sua freqüência. Freqüência é a quantidade de ciclos por
segundo que a tensão varia, medida em uma unidade chamada Hertz e abreviada Hz. Uma tensão
com uma freqüência de um Hertz significa que a tensão possui um ciclo por segundo.
Na rede elétrica brasileira, a tensão alternada possui uma freqüência de 60 Hertz. Isso
significa que, em um segundo, ocorrem 60 formas de onda senoidal como a da figura 3. Alguns
países (como Reino Unido) utilizam uma freqüência de 50 Hz em vez de 60Hz em suas tomadas
elétricas.
Se você parar para pensar, isso também significa que uma lâmpada incandescente comum
(“lâmpada amarela” ou “lâmpada quente”) teoricamente pisca 120 vezes por segundo (note que, em
um ciclo, a tensão vai a zero volts duas vezes: uma no inicio do semiciclo positivo e outra no inicio
do semiciclo negativo). Então como é que não vemos a lâmpada piscar? O que ocorre é que o tempo
em que a lâmpada fica sem receber tensão elétrica é muito baixo (1/120 segundos ou 8,3 ms). O
tempo que a lâmpada incandescente demora para “esfriar” e você a ver apagada é maior do que 8,3,
fazendo com que a lâmpada, na verdade, continue acesa, mesmo sua tensão elétrica sendo cortada a
cada 8,3 ms.
Na informática também utilizamos muito a freqüência (HZ) só que em informática a
freqüência esta ligada a capacidade de realizar um trabalho num determinado período de tempo.
Exemplo a velocidade do processador é designada “também”, através da Freqüência exp. Pentium 4
3GHz, Athlon 3,2GHz etc. A velocidade da taxa de transferência de dados entre as peças do
computador também é medida através da freqüência exp. Memória DDR2 2GB 800MHz.
CORRENTE ELÉTRICA
Corrente elétrica é o fluxo de elétrons indo de um ponto com excesso de elétrons para um
ponto com falta de elétrons. A intensidade da corrente elétrica é medida através de uma unidade
chamada ampère (abreviada A). Popularmente muita gente chama corrente elétrica de amperagem.
Evite usar este termo, pois, além de ser feio, normalmente demonstra que você não tem o
conhecimento técnico sobre o assunto.
Representação: Sentido eletrônico e sentido convencional
Antes de prosseguirmos com o assunto você deve entender algo importantíssimo em relação
a representação da corrente elétrica. O fluxo de elétrons parte de um ponto com excesso de elétrons
para um ponto com falta de elétrons. Em um circuito alimentado com uma tensão continua, isso
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significa que o fluxo de elétrons, isto é a corrente elétrica, sai do pólo negativo da fonte, passa pelo
circuito e atinge a fonte novamente através do seu pólo positivo. Estudamos que o papel de fonte de
tensão continua é justamente ser uma “bomba”, empurrando elétrons através de seu pólo e puxando
eles de volta, depois deterem passado pelo circuito que esta sendo alimentado, através de seu pólo
positivo.
Acontece que esteem processadores modernos é
uma grande barreira a ser transposta visando aumentar o desempenho do computador. Continuando
com o exemplo do Pentium 4 de 3,4 GHz, ele tem que reduzir sua velocidade em 17x quando tem
que ler dados da memória RAM! Durante esse processo, ele funciona como se fosse um processador
de 200 MHz!
Diversas técnicas são usadas para minimizar o impacto dessa diferença de clock. Um deles é
o uso de memória cache dentro do processador. Outra é transferir mais de um dado por pulso de
clock.
Memória Cachê
Os processadores passam por aperfeiçoamentos constantes, o que os tornam cada vez mais
rápidos e eficientes. No entanto, o mesmo não se pode dizer das tecnologias de memória RAM.
Embora estas também passem por constantes melhorias, não conseguem acompanhar os
processadores em termos de velocidade. Assim sendo, de nada adianta ter um processador rápido se
este tem o seu desempenho comprometido por causa da "lentidão" da memória.
Uma solução para esse problema seria equipar os computadores com um tipo de memória
muito mais rápida, a SRAM (Static RAM). Estas se diferenciam das memórias convencionais
DRAM (Dynamic RAM) por serem muito rápidas, por outro lado, são muito mais caras e não
contam com o mesmo nível de miniaturização, sendo, portanto, inviáveis. Apesar disso, a idéia não
foi totalmente descartada, pois foi adaptada para o que conhecemos como memória cache.
A memória cache consiste em uma pequena quantidade de memória SRAM embutida no
processador. Quando este precisa ler dados na memória RAM, um circuito especial chamado
"controlador de cache" transfere blocos de dados muito utilizados da RAM para a memória cache.
Assim, no próximo acesso do processador, este consultará a memória cache, que é bem mais rápida,
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permitindo o processamento de dados de maneira mais eficiente. Se o dado estiver no cache, o
processador a utiliza, do contrário, irá buscá-lo na memória RAM, etapa essa que é mais lenta.
Dessa forma, a memória cache atua como um intermediário, isto é, faz com que o processador nem
sempre necessite chegar à memória RAM para acessar os dados dos quais necessita. O trabalho da
memória cache é tão importante que, sem ela, o desempenho de um processador pode ser
seriamente comprometido.
Os processadores trabalham, basicamente, com dois tipos de cache: cache L1 (Level 1 -
Nível 1) e cache L2 (Level 2 - Nível 2). Este último é ligeiramente maior em termos de capacidade e
passou a ser utilizado quando o cache L1 se mostrou insuficiente. Antigamente, um tipo distinguia
do outro pelo fato da memória cache L1 estar localizada junto ao núcleo do processador, enquanto
que a cache L2 ficava localizada na placa-mãe. Atualmente, ambos os tipos ficam localizados
dentro do chip do processador, sendo que, em muitos casos, a cache L1 é dividida em duas partes:
"L1 para dados" e "L1 para instruções".
Vale ressaltar que, dependendo da arquitetura do processador, é possível o surgimento de
modelos que tenham um terceiro nível de cache (L3). Mas, isso não é novidade: a AMD chegou a
ter um processador em 1999 chamado K6-III que contava com cache L1 e L2 internamente, algo
incomum à época, já que naquele tempo o cache L2 se localizava na placa-mãe. Com isso, esta
última acabou assumindo o papel de cache L3.
Intel Core i3, i5 e i7
A Intel lançou três modelos de processadores diferentes. Cada um possui um foco, pois
existem usuários com interesses distintos. O core i3 para usuários menos exigentes o core i5 para
usuários intermediários e o core i7 para usos avançado.
Core i3
O Intel Core i3 é a linha de CPUs voltada aos menos exigentes. Por pertencer à nova linha
Core, o i3 traz dois núcleos de processamento, tecnologia Intel Hyper-Threading (que possibilita a
realização de mais tarefas), memória cache de 4 MB compartilhada (nível L3), suporte para
memória RAM DDR3 de até 1333 MHz e muito mais.
Os CPUs da linha Core i3 parecem fracos, contudo eles vieram para substituir a antiga linha
Core2Duo. Qualquer Core i3 vem equipado com um controlador de memória DDR interno (o que já
ocorre há muito tempo nos processadores da AMD), um controlador de vídeo integrado — Intel HD
Graphics que opera na frequência de 733 MHz — e o suporte para utilização de duplo canal para
memória RAM (o que significa que as memórias trabalham aos pares).
O socket LGA 1156, esse novo tipo de soquete será utilizado para os processadores Intel
Core i3, i5 e pelos novos i7.
Tecnologia Intel Hyper-Threading
Em uma época em que os processadores de múltiplos núcleos estão dominando, a Intel
decidiu criar modelos que pudessem simular uma quantia ainda maior de núcleos. Se você for
analisar que os CPUs da linha Core i3 possuem apenas dois núcleos, pode imaginar que eles não
durem muito mais. Contudo, com a utilização da Intel Hyper-Threading, os processadores i3
“ganham” dois núcleos a mais.
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Vale lembrar que não se trata de um processador de quatro núcleos e sim uma simulação
portanto se você comparar com um autentico processador de quatro núcleos o i3 será inferior.
O Intel Core i5 é o intermediário
Enquanto o i3 fica responsável por atender aos usuários menos exigentes, o Intel Core i5 é
encarregado de suprir as necessidades do mercado de porte intermediário, ou seja, aqueles mais
exigentes que realizam tarefas mais pesadas. Disponível em modelos de dois ou quatro núcleos, os
CPUs da linha i5 possuem até 8 MB de memória cache (nível L3) compartilhada, também utilizam
o soquete LGA1156, controlador de memória DDR integrado, tecnologia Intel Hyper-Threading,
tecnologia Turbo Boost e muito mais.
O que é e para que serve a tecnologia Turbo Boost?
A tecnologia Turbo Boost da Intel promete aumentar a velocidade do processador
automaticamente. Segundo o site da Intel, esta tecnologia é inteligente e trabalha 100% do tempo
verificando frequência, voltagem e temperatura do processador. Ao notar uma baixa em um dos
valores-padrão utilizados pelo CPU, este novo recurso aumenta a frequência e consegue um
desempenho muito maior em qualquer aplicação.
Imagine que a temperatura do processador está abaixo do esperado e você deseja aumentar a
velocidade. Com a utilização da tecnologia Turbo Boost você não precisa se preocupar, porque o
seu Intel Core i5 vai alterar a frequência ou a voltagem do CPU sem sua permissão e logo você verá
um aumento significativo em desempenho. Falando especificamente dos modelos i5, há a
possibilidade de um aumento de até 800 MHz na velocidade.
O mais alto desempenho: Intel Core i7
A última palavra em tecnologia de processamento é o i7. A linha de processadores voltada
ao público entusiasta e profissional traz muitos benefícios e especificações de cair o queixo. Todos
os CPUs da série Core i7 possuem quatro núcleos (o i7-980X possui seis núcleos), memória cache
L3 de 8 MB, controlador de memória integrado, tecnologia Intel Turbo Boost, tecnologia Intel
Hyper-Threading, tecnologia Intel HD Boost e ainda o recurso Intel QPI.
Intel HD Boost? Para que serve?
Com o avanço constante dos processadores, os softwares foram forçados a evoluir. Existem
softwares que trabalham com conjuntos de instruções específicas, as quais precisam estar presentes
nos processadores para que o programa seja executado com a máxima performance. Os conjuntos
de instruções principais são denominados como SSE, sendo que existem programas que utilizam
instruções diferentes.
A linha de processadores Intel Core i7 trabalha com a tecnologia Intel HD Boost, a qual é
responsável pela compatibilidade entre CPU e programas que usam os conjuntos de instruções
SSE4.Tal característica possibilita um maior desempenho em aplicativos mais robustos que
necessitam de um poder de processamento de alto nível.
Intel QPI
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O recurso Intel QPI, ou Quick Path Interconnect (Interconexão de caminho rápido), serve
para aumentar o desempenho do processador — óbvio, não é mesmo? Afinal, todas as tecnologias
são criadas para isso —, contudo, esta trabalha de uma maneira bem diferente.
Ao invés de aumentar a frequência ou a tensão, o recurso Intel QPI aumenta a largura de
banda (o que permite a transmissão de mais dados) e diminui as latências. Vale salientar que este
recurso só está presente nos CPUs Intel Core i7 da série 900 e possibilita taxas de transferência de
até 25.6 GB/s.
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Exercícios
1. Qual foi o processador que marcou a era dos 64 bits?
2. Quais os processadores da AMD e da Intel que dominaram o mercado entre os anos de
2001 e 2004.
3. Defina a função da memória cachê.
4. Explique Clock externo e interno.
5. O que é a tecnologia turbo boost?
6. Explique resumidamente o funcionamento de um processador:
7. Como funciona a tecnologia Intel QPI?
8. Cite:
- 05 processadores da Intel:
- 05 processadores da AMD:
10. Faça uma pesquisa na internet e verifique quais são os processadores mais atuais da
intel e da AMD.
9- Relacione o modelo a Marca.
1- Semprom ( )
2- P4 ( )
3- Celeron ( ) AMD = A
4- Atlhon XP ( ) INTEL = B
5- 64 Bits ( )
6- P3 ( )
7- Duron ( )
8- Xeon ( )
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MEMÓRIAS
Se o processador é o principal componente de qualquer computador, a memória RAM é a
sua principal ferramenta de trabalho. Desde uma simples calculadora, até um grande mainframe,
não existe nenhum tipo que computador que não utilize memória RAM. O processador utiliza a
memória RAM para armazenar programas e dados que estão em uso e fica impossibilitado de
trabalhar sem ter pelo menos uma quantidade mínima dela. Aliás, nos computadores atuais, a
velocidade de acesso à memória RAM é um dos principais determinantes da performance, daí a
vital importância do uso da memória cache.
Quem quer consertar um computador defeituoso deve sempre desconfiar das memórias.
Módulos de memória defeituosos ou com mau contato fazem com que o computador fique
inoperante. Normalmente quando ligamos um micro com memória defeituosa, a tela permanente
preta, e eventualmente são emitidos beeps pelo alto-falante frontal do gabinete.
Outra questão importante é a expansão de memória. Um micro pode apresentar problemas
de lentidão se tiver pouca memória. É presciso saber identificar se a causa da lentisão é realmente a
falta de memória, para então decidir corretamente sobre uma expansão. Nesse caso é preciso ainda
ter algum conhecimento sobre os tipos, capacidades e velocidades de memórias, para fazer uma
compra.
Atenção: É muito comum a queima de módulos de memória por eletricidade estática. Você deve
manuseá-los com muito cuidado.
Leitura e escrita
Podemos dividir as memórias em duas grandes categorias: ROM e RAM. Em todos os
computadores encontramos ambos os tipos. Cada um desses dois tipos é por sua vez, dividido em
várias outras categorias.
ROM
ROM significa read only memory, ou seja, memória para apenas leitura. É um tipo de
memória que, em uso normal aceita apenas operações de leitura, não permitindo a realização de
escritas. Outra caracteristica da ROM é que seus dados não são perdidos quando é desligada. Ao
ligarmos novamente, os dados estarão lá, exatamente como forma deixados. Dizemos então que a
ROM é uma memória não volátil. Alguns tipos de ROM aceitam operações de escrita, porém isto é
feito através de programas apropriados, usando comandos de hardware especiais. Uma típica
aplicação da ROM é o armazenamento do BIOS do PC, aquele programa que entra em ação assim
que o ligamos.
OBS: Atualmente são comuns as memórias Flash ROM, usadas por exemplo em pen drives e
cartões de memória. Essas memórias funcionam para leitura e escrita (assim com a RAM), porém
são não volateis, ou seja, não perdem seus dados ao serem desligadas.
RAM
Significa random access memory, ou seja memória de acesso aleatório. Este nome não dá
uma boa idéia da finalidade deste tipo de memória, talvez fosse mais correto chama-la de RWM
(read and write memory, ou memória para elitura e escrita). Além de permitir leituras e escritas, a
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RAM tem outra característica típica: trata-se de uma memória volátil, ou seja, seus dados são
apagados quando é desligada.
DESCRIÇÃO ROM RAM FLASH ROM
Faz leituras SIM SIM SIM
Faz escritas Normalmente NÃO SIM SIM
Perde dados ao ser desligada NÃO SIM NÃO
Funcionamento das memórias RAM
Quando o processador (ou o controlador de cache ) precisa ler algum dado da memória,
coloca o dado no barramento de dados, o endereço no barramento de endereços e aciona
apropriadamente o barramento de controle do barramento local. O controlador de memória do
chipset percebe que é uma operação de leitura em memória e pega o valor do endereço e o divide
em dois: a parte mais significativa (ou seja, mais “alta”) do endereço selecionará a linha, e a parte
menos significativa (ou seja, mais “baixa”) do endereço selecionará a coluna (internamente a
memória é uma matriz de capacitores dispostos em linhas e colunas). Essa seleção ocorre em
conjunto com dois sinais básicos para o controle das memórias: RAS (Row Address Strobe) e CAS
(Column Address Strobe). O primeiro sinal indica que o valor presente no barramento de endereços
de memória (ma) está informando a linha de onde o dado deverá ser lido, enquanto o segundo sinal
indica que o valor está informando a coluna de onde o dado deverá ser lido.
Acompanhe o texto junto com as figuras a seguir:
Figura 01: Estrutura do Funcionamento da memória.
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Figura abaixo: Esquema simplificado da estrutura das memórias dinâmicas.
Encapsulamento de RAMs
Os chips de memória RAM também podem ser encontrados em diversos formatos. Um dos
formatos mais comuns é o encapsulamento SOJ (small outline package J-lead). Você encontrará
com frequencia este encapsulamento nos chips que formam os módulos de memória e nos que
formam os módulos de memória e nos que forma a memória de vídeo, encontrados em placas de
vídeo.
Também é comum encontrar chips de RAM com encapsulamento QFP (quad Flatpack). São
usadas por chips que formam a cache L2 em placas mãe com caches externa, e nos chips que forma
a memória de vídeo.
Encapsulamentode modulos de memória
Até o inicio dos anos 90, as memórias dos micros usavam encapsulamento DIP (dual in-line
package) e eram instaladas, por chip por chip. Os módulos de memória foram criados para facilitar
a sua instalação. É muito mais rapido conectar um módulo de memória que instalar um grande
numero de chip avulsos.
Os primeiros módulos de memória eram chamados SIPP (single inline pin package), e foram
lançados em meadosdos anos 80. Este módulo era uma pequena placa com chips de memória e
terminais (“perninhas”)para encaixe no soquete apropriado. Mais tarde surgiram os módulos SIMM
(single inline memory module). Ao invés de utilizar terminais de contato como o SIPP, esses
módulos tem um conector na sua borda. Os modulos SIPP caíram em desuso já no inicio dos anos
90.
CURIOSIDADE: Os modulos SIPP, devido as suas “perninhas” eram chamados popularmente de “pentes de
memória”. Essa nomenclatura não é oficial, efoi usada apenas no Brasil. Curiosamente as pessoas
envolvidascom Hardware na época continuaram chamando os módulos de “Pentes”, nomenclatura que
permanece até hoje.
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Primeiras Memórias
Os modulos SIPP e os primeiros módulos SIMM forneciam 8 bits simultâneos e precisavam
ser usados em grupos para formar o numero total de bits exigidos pelo processador. Processadores
386 e 486 utilizavam memórias de 32 bits, portanto os modulos SIMM eram usados em grupos de
4. Por exemplo, 4 modulos iguais, com 4 MB cada um, formavam um banco com 16 MB, com 32
bits. Já os modulos SIMM/72, forneciam 32 bits simultâneos. O processador Pentium trabalha com
memórias de 64 bits, portanto dois modulos SIMM/72 iguais formam um banco de 64 bits.
Modulo SIMM 30 Vias
Modulo SIMM 72 Vias
Memória SDRAM
Visando uma integração ainda maior dos componentes, foram criadas módulos de fornecem
64 bits simultâneos. Esses módulos são chamados DIMM/168 (dual inline memóry module), e
possuem 168 vias. Um único módulo DIMM/168 forma um banco de memória com 64 bits. Note
que formato do módulo é chamado DIMM/168, mas o tipo de memória é chamado SDRAM. Esses
módulos foram bastante comuns em placas mãe com processadores da famíla K6, Pentium II e III,
celeron e nas primeiras placas para atlhon. Algumas placas para pentium 4 também chegaram a ser
fabricadas com esse tipo de memória.
Identificamos uma memória DIMM SDRAM através da visualização de dois chanfros
presentes em seu contato, tem o comprimento de mais ou menos 131mm e 168 pinos.
Encontramos memórias sdram com três velocidades:
� PC66: OPERA COM 66 MHz
� PC100: OPERA COM 100 MHz
� PC133: OPERA COM 133 MHz
Memória RIMM
Dois novos tipos de memória passaram a ser comuns apartir de 2001. São as memórias
RAMBUS (RDRAM) e as memórias DDR SDRAM. Modulos RAMBUS usam o encapsulamento
RIMM de 184 vias. Este tipo de modulo pode ter uma chapa metalica cobrindo seus chips. Esses
módulos têm tamanho similar aos modulo aos dos módulos DIMM/168, cerca de 13 centímetros.
Módulos RIMM eram usados nas primeiras placas mãe para pentium 4 mais caiu em desuso a partir
Figura 03. Modulo de memória DIMM/168
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de 2002, por conta do seu aquecimento elevado e maior custo. Memórias Rambus nunca tiveram
grande aceitação no mercado, mas também não foi um total fiasco: foram utilizadas, por exemplo,
no console de jogos Nintendo 64.
Memória DDRI
A esmagadora maioria das placas mãe produzidas entre 2001 e 2005 usavam memória DDR.
Seus módulos são chamados de DIMM/184. Encontramos memórias DDR em placas para pentium
4, atlhon, athlonXP, duron, sempron, celerons modernos e atlhon 64.
Tipo Clock Taxa de Transfêrencia
DDR 200/PC1600 100MHz 1,6GB/s
DDR 233/PC2100 133MHz 2,1GB/s
DDR 333/PC2700 167MHz 2,7GB/s
DDR 400/PC3200 200MHz 3,2GB/s
Memórias DDR são classificadas de acordo com o seu clock co mo apresentado na tabela, as
mais comuns de serem encontradas são 266, 333, 400.
Memória DDRII
A proxima geração de memória foi a DDR2. Oseu módulo é chamado DIMM/240.
Memórias DDR2 foram introduzidas em 2005, inicialmente em placas ãe para processadores intel.
Posteriormente a AMD, com seu socket AM2 para processadores da família atlhon 64, passou
também a usá-las. Ainda em 2009 esse era o tipo mais comum de memória, apesar de já existirem
as memórias DDR3.
Figura 04. Modulo de memória RIMM
Figura 05. Modulo de memória DDR
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Tipo Clock Taxa de Transfêrencia
DDR2/400/PC3200 200MHz 3,2GB/s
DDR2 533/PC4200 266MHz 4,2GB/s
DDR2 667/PC5400 333MHz 5,4GB/s
DDR2 800/PC6400 400MHz 6,4GB/s
Memórias DDR2 passaram a ser amplamente utilizadas nas placas mãe para processadores
Intel, com chipsets i915 e superiores, e nas placaspara processadores AMD com socket AM2 e
AM2+.
Memória DDRIII
Modulos DDR3 surgiram em 2007. Inicialmente eram caras, mas seus preços foram
reduzidos e finalmente tornaram-se bastante acessíveis no final de 2008. Já existem vários chipsets
que suportam essas memórias. O novo processador Intel Core i7 tem três canais para memórias
DDR3, e o novo soquete AM3 para os novos processadores AMD também as utilizam. Módulos de
memória DDR3 têm 240 pinos, assim como os modulos de memória DDR2, porém a posição do
chanfro na sua parte central é diferente, o que impede que essas memória sejam trocadas por
engano.
Tipo Clock Interno Clock Externo Clock Efetivo Taxa de Transfêrencia
DDR3/800 ou PC3-6400 100MHz 400MHz 800MHz 6400 MB/s
DDR3/1066 ou PC3-8500 133MHz 533MHz 1066MHz 8500 MB/s
DDR3/1333 ou PC3-10600 167MHz 667MHz 1333MHz 10600 MB/s
DDR3/1600 ou PC3-12800 200MHz 800MHz 1600MHz 12800 MB/s
Compatibilidade e Upgrad
Antes de fazer um upgrad de memória, temos que saber quais são os tipos de memórias
suportadas pela placa mãe. Por exemplo, muitas placas mãe para pentium 4 operam com RDRAM,
outras com DDR SDRAM, e outras com SDRAM. Modelos mais novos operam com memórias
DDR2. Podemos encontrar placas mãe antigas para athlon e duron que operam com SDRAM,
outras com DDR SDRAM, outras com ambos os tipos. Placas para processadores Core 2 duo e
superiores podem operar com memórias DDR2 ou DDR3, dependendo do modelo. Placas para
processadores da família athlon 64 podem operar com memórias DDR, DDR2 ou DDR3,
dependendo do modelo.
As placas para pentium III e Celeron normalmente aceitam apenas SDRAM. Placas mãe
para processadores mais antigos podem operar com SDRAM, outras com memórias SIMM/72
(FPM ou EDO), outras aceitam ambos os tipos. Quando uma placa mãe suporta mais de um tipo de
memória, o ideal é que seja escolhido para uma expansão, aquele de maior desempenho. Cada caso
é um caso, e discutiremos isso posteriormente neste capítulo.
Figura 06. Modulo de memória DDR2
Figura 06. Modulo de memória DDR3
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Exercícios
1. Qual será o primeiro efeito colateral ao ligarmos o computador sem memória ou com
memória mal encaixada?
2. Explique:
a) EDO:
b) SDRAM (DIMM):
c) DDRI:
d) DDRII:
e) DDRIII:
3. Defina o funcionamento das memórias RAM:
4. Diferencie ROM e RAM:
5. Posso instalar memórias RAM de tecnologias diferentes ao mesmo tempo em placa-
mãe de época de transição
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ANATOMIA DE UM DISCO RÍGIDO
Introdução
Desmontamos um disco rígido para mostrar a você os principais componentes que você
encontrará em um disco rígido.
Os discos rígidos possuem dois tipos de componentes: internos e externos. Os componentes
externos estão localizados na placa de circuito impresso chamada placa lógica, enquanto que os
componentes internos estão localizados em um compartimento selado chamado HDA ou Hard
DriveAssembly.
Você não pode abrir um
disco rígido ou poderá correr o
risco de inutilizá-lo. Os discos
rígidos são montados em salas
limpas (mais limpas do que
centros cirúrgicos) e então são
selados. Qualquer partícula de
poeira dentro do HDA pode
destruir a superfície do disco, já
que os discos giram em alta
velocidade (pelo menos 5.400
rpm nos dias de hoje). Isso não
fará apenas com que haja perda de
dados, mas também a destruição
física da superfície do disco.
Por isso, não há muito que
fazer dentro do HDA – pelo
menos pelo técnico comum.
Apenas empresas de recuperação de dados equipadas com salas limpas podem abrir e substituir
componentes dentro do HDA. Por outro lado, a placa lógica pode ser substituída por qualquer
técnico e este é um procedimento muito importante para recuperação de dados em discos rígidos
considerados “mortos”. Brevemente postaremos um tutorial explicando como isso é feito.
Antes de explorarmos os componentes localizados tanto na placa lógica quanto dentro do
HDA, daremos uma olhada nos conectores encontrados em um disco rígido.
Conectores
Os discos rígidos possuem basicamente dois conectores, um de alimentação e outro para
troca de dados com o computador. Este segundo conector é mais conhecido como “interface”. A
interface mais comum para usuários finais é chamada de ATA (Advanced Technology Attachment),
enquanto que a interface SATA (Serial ATA) foi criada para substituir a ATA e começa a se tornar
popular no mercado. Após o lançamento do SATA, a interface ATA passou a ser chamada de
PATA (Parallel ATA). Uma outra interface famosa é a SCSI (Small Computer Systems Interface),
mas ela é voltada para o mercado de servidores de rede e raramente utilizada em computadores para
usuários finais.
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Figura 2: Conectores em um disco rígido com interface ATA
O jumper mestre/escravo (master/slave) em discos rígidos ATA podem ser configurados de três
maneiras:
• Mestre: Significa que este é o único disco rígido que estará ligado ao cabo ou será o
primeiro disco rígido quando dois discos forem ligados ao cabo.
• Escravo: Significa que este é o segundo disco rígido que estará ligado ao cabo.
• CS (Cable Select): Significa que, com a utilização de um cabo “especial”, chamado CS, a
configuração de quem será o mestre e o escravo será determinada pela posição do disco
rígido no cabo e não pela configuração do jumper.
Figura 3: Conectores em um disco rígido com interface SATA.
O padrão Serial ATA introduziu um novo conector de alimentação, que é muito diferente do
conector padrão utilizado por discos rígidos. Quando o padrão Serial ATA começou a aparecer no
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mercado, você encontrava discos rígidos Serial ATA com ambos os conectores de alimentação,
como mostramos na Figura 3. Você precisa usar apenas um deles, não os dois ao mesmo tempo.
Os conectores e cabos utilizados na tecnologia SATA oferecem duas grandes vantagens ao
usuário: ocupam menos espaço dentro do computador; e possuem encaixe mais fácil e mais seguro
(é praticamente impossível conectar um cabo SATA de maneira invertida). O mesmo vale para o
conector de alimentação elétrica do HD (ou de outro dispositivo compatível). A imagem abaixo
mostra um cabo SATA convencional:
Placa Lógica
Na placa lógica você encontrará todos os circuitos responsáveis por controlar o disco rígido.
Atualmente, com o alto grau de integração existente, você encontrará apenas três ou quatro circuitos
integrados grandes na placa lógica. Dê uma olhada nas figuras abaixo.
Placa lógica de um disco rígido ATA. Fig. 07 Fig. 08 Placa lógica de um disco rígido SATA.
O circuito maior é o controlador do disco rígido. Ele é responsável por controlar tudo: as
trocas de dados entre o disco e o computador, o controle dos motores do disco rígido, o controle das
cabeças para leitura e escrita dos dados, etc.
Opcionalmente, pode haver um circuito Flash-ROM onde o firmware do disco rígido fica
armazenado. Firmware é o nome dado para todos os programas armazenados em memória ROM
(Read Only Memory). O firmware do disco rígido é o programa que o seu controlador executa.
Algumas vezes, esse circuito está embutido no controlador, como é o caso do disco rígido da Figura
8.
O controlador não consegue suprir corrente suficiente para ligar ou mover os motores do
disco rígido. Por isso, todos os discos rígidos usam um chip chamado “driver dos motores”. Este
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chip é um amplificador de corrente. Ele recebe os comandos enviados pelo controlador para os
motores e então repassa tais comandos para os motores, mas com uma corrente maior. Ou seja, este
chip é localizado entre o controlador do disco rígido e os motores.
O quarto chip principal que você pode encontrar na placa lógica é o chip de memória RAM
(Random Access Memory), também conhecido como buffer. Este chip tem uma importância crucial
no desempenho do disco. Quando maior for a sua capacidade, maior será a taxa de transferência
entre o disco e o computador. Você pode descobrir a capacidade do buffer do seu disco rígido indo
no site do fabricante do chip na Internet. Por exemplo, o chip de memória na Figura 4 é um Hynix
HY57V161610DTC, você pode descobrir que a capacidade desse chip é de 16 Mb (Megabits). A
capacidade dos chips de memória é dada em Megabits, enquanto que o uso de Megabyte refere-se a
capacidade de armazenamento da memória. Por isso precisamos dividir o valor dado em Megabit
por oito para obter o resultado em Megabytes. Portanto, a capacidade deste chip é de 2 MB
(Megabytes) e dizemos que o disco rígido possui um buffer de 2 MB.
Na Figura 8 você pode ver um outro chip, que é o chip conversor SATA/ATA. No principio
muitos fabricantes, em vez de desenvolverem um chip controlador Serial ATA, simplesmente
pegam os seus chips controladores ATA e adicionam um chip conversor para converter discos
rígidos Serial ATA em interface ATA. Este é o caso do disco rígido da Figura 8, que utiliza o chip
conversor Marvell 88i8030. Portanto, apesar desse disco rígido ter interface Serial ATA, ele não é
“verdadeiramente” Serial ATA (não é um disco rígido Serial ATA “nativo”), já que o seu
controlador ainda é um chip ATA.
Para sabemos a funcionalidade de cada chip na placa lógica. Simplesmente digite os
números localizados na primeira linha do encapsulamento do chip no google e ele retornará com
várias informações a respeito do chip!
Motor dos Pratos
Na Figura 9 mostramos o HDA após a remoção da placa lógica. Lá você pode ver
claramente o motor dos pratos e seus contatos – que conecta este motor na placa lógica -, e também
os contatos dos dispositivos dentro do HDA, como o atuador voice coil e as cabeças.
Figura 9: HDA sem a placa lógica.
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Hardware 91
Em discos rígidos voltados para o mercado de desktops, o motor dos pratos gira a 5.400
rpm, 7.200 rpm ou até mesmo 10.000 rpm, dependendo do modelo do disco rígido. Quanto maior
for a velocidade de rotação do motor, maior será a velocidade com que os dados podem ser lidos
dos pratos. Discos rígidos voltados para o mercado de notebooks geralmente possuem velocidade de
rotação de 4.200 rpm.
Por dentro do HDA
Nós removemos a
cobertura do disco rígido
para mostrar a vocês
como é um disco rígido
por dentro. Não faça isso
como seu disco rígido
ou você irá danificá-lo.
Se você é curioso, abra
apenas discos rígidos que
já estejam danificados
(nosso disco rígido
estava com defeito).
Partes internas
principais de um disco
rígido.
O conector que da Figura 7 está situado no lado oposto do conector da Figura 6.
O disco rígido pode ter vários discos. O disco rígido mostrado em nossa figura tinha três
discos. Existe uma cabeça de leitura/gravação para cada lado do disco – que também é chamado de
prato. As cabeças ficam montadas em um braço. Por isso, todas as cabeças movimentam-se juntas
Vários discos dentro do disco
rígido.
Um motor (na verdade o
termo correto é “atuador”)
chamado voice coil move o
braço. Ele é chamado “voice
coil” porque ele utiliza a mesma
idéia por trás dos alto-falantes:
uma bobina dentro de um
campo magnético gerado por
um ímã. Dependendo da direção
da corrente na bobina o braço
move-se para um lado ou para o
outro, e dependendo da
intensidade da corrente, o
atuador moverá mais ou menos.
Removemos a “tampa” superior
(na verdade o ímã superior) do
voice coil para você dar uma olhada, veja na Figura 9.
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Atuador Voice coil.
Removemos o braço do disco rígido, como você pode ver na Figura 10. Enquanto estávamos
removendo o braço do disco, nós quebramos uma das cabeças (ops!). Por isso, o que deveria ter seis
cabeças, agora, graças aos nossos cuidados, tem apenas cinco.
Cache de Disco (Buffer)
Os discos rígidos têm uma pequena memória. Quando o sistema operacional lê um setor, o
disco rígido lê a trilha inteira e armazena nessa memória. Como é muito provável que o próximo
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setor, que o sistema operacional irá pedir se encontre na mesma trilha, o disco rígido não entregará
ao microcomputador um setor recém-lido, mas os dados constantes nessa memória. Essa é uma
técnica conhecida como buffer ou cachê de disco
PATA (IDE)
Os HDs são conectados ao computador através de interfaces capazes de transmitir os dados
entre um e outro de maneira segura e eficiente. Há várias tecnologias para isso, sendo as mais
comuns os padrões IDE, SCSI e, mais recentemente, SATA.
A interface IDE (Intelligent Drive Electronics ou Integrated Drive Electronics) também é
conhecida como ATA (Advanced Technology Attachment) ou, ainda, PATA (Parallel Advanced
Technology Attachment). Trata-se de um padrão que chegou para valer ao mercado na época da
antiga linha de processadores 386.
Como a popularização desse padrão, as placas-mãe passaram a oferecer dois conectores IDE
(IDE 0 ou primário e IDE 1 ou secundário), sendo que cada um é capaz de conectar até dois
dispositivos. Essa conexão é feita ao HD (e a outros dispositivos compatíveis com a interface) por
meio de um cabo flat (flat cable) de 40 vias. Posteriormente, chegou ao mercado um cabo flat de 80
vias, cujas vias extras servem para evitar a perda de dados causada por ruídos (interferência).
Tecnologias ATAPI e EIDE
Na interface IDE, também é possível conectar outros dispositivos, como unidades de
CD/DVD e zipdrives. Para que isso ocorra, é utilizado um padrão conhecido como ATAPI
(Advanced Technology Attachment Packet Interface), que funciona como uma espécie de extensão
para tornar a interface IDE compatível com os dispositivos mencionados. Vale frisar que o próprio
computador, através de seu BIOS e/ou do chipset da placa-mãe, reconhece que tipo de aparelho está
conectado em suas entradas IDE e utiliza a tecnologia correspondente (ATAPI para unidades de
CD/DVD e outros, ATA para discos rígidos).
Como já dito, cada interface IDE de uma placa-mãe pode trabalhar com até dois dispositivos
simultaneamente, totalizando quatro. Isso é possível graças a EIDE (Enhanced IDE ), uma
tecnologia que surgiu para aumentar a velocidade de transmissão de dados dos discos rígidos e,
claro, permitir a conexão de dois dispositivos em cada IDE.
SATA
Os computadores são constituídos por uma série de tecnologias que atuam em conjunto.
Processadores, memórias, chips gráficos, entre outros, evoluem e melhoram a experiência do
usuário. Com itens como discos rígidos, unidades de DVD ou e drives SSD, por exemplo, não
poderia ser diferente e o padrão Serial ATA (SATA - Serial Advanced Technology Attachment)
é a prova disso. O padrão serial SATA substituiu o PATA tornando-se o padrão mais utilizado
atualmente, estando este padrão já em sua terceira versão SATA III.
Serial ATA x Paralell ATA
O padrão Serial ATA começou a ser desenvolvido oficialmente no ano de 1997 e surgiu a
partir de uma iniciativa da Intel junto a 70 empresas, aproximadamente. A idéia foi formada pela
previsão de que tecnologias futuras de armazenamento de dados exigiriam taxas de transferência até
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então não suportadas. A tecnologia SATA surgiu como solução para essa questão sem, no entanto,
reverter isso em custo de produção maior, um dos fatores que foram determinantes para a sua ampla
aceitação no mercado.
O padrão SATA é uma tecnologia para discos rígidos, unidades ópticas e outros dispositivos
de armazenamento de dados que surgiu no mercado no ano 2000 para substituir a tradicional
interface PATA (Paralell ATA ou somente ATA ou, ainda, IDE).
O nome de ambas as tecnologias já indica a principal diferença entre elas: o PATA faz
transferência de dados de forma paralela, ou seja, transmite vários bits por vez, como se estes
estivessem lado a lado. No SATA, a transmissão é em série, tal como se cada bit estivesse um atrás
do outro. Por isso, você deve imaginar que o PATA é mais rápido, não? Na verdade, não é. A
transmissão paralela de dados (geralmente com 16 bits por vez) causa um problema conhecido
como "ruído", que nada mais é do que a perda de dados ocasionada por interferência. Para lidar com
isso nos HDs PATA, os fabricantes utilizam mecanismos para diminuir o ruído. Um deles é a
recomendação de uso de cabos IDE (o cabo que liga o HD à placa-mãe do computador) com 80 vias
(ou seja, oitenta fios) em vez dos tradicionais cabos com 40 vias. As vias a mais atuam como uma
espécie de blindagem contra ruídos.
No caso do padrão SATA o ruído praticamente não existe, mesmo porque seu cabo de
conexão ao computador possui apenas 4 vias e também é blindado. Isso acaba trazendo outro ponto
de vantagem ao SATA, pois como o cabo tem dimensão reduzida, o espaço interno do computador
é melhor aproveitado, facilitando inclusive a circulação de ar.
O padrão Paralell ATA tem sua velocidade de transmissão de dados
limitada por causa do ruído. A última especificação dessa tecnologia é o ATA
133 que permite, no máximo, uma taxa de transferência de 133 MB por
segundo. O Serial ATA, por sua vez, pode utilizar velocidades maiores.
Há outra característica interessante no padrão SATA: HDs que
utilizam essa interface não precisam de jumpers para identificar o disco
master (primário) ou slave (secundário). Isso ocorre porque cada dispositivo usa um único canal de
transmissão (o PATA permite até dois dispositivos por canal), atrelando sua capacidade total a um
único HD. No entanto, para não haver incompatibilidade com dispositivos Paralell ATA, é possível
instalar esses aparelhos em interfaces seriais através de placas adaptadoras. Além disso, muitos
fabricantes lançaram modelos de placas-mãe com ambas as interfaces.
Velocidade do padrão SATA
A primeira versão do SATA trabalha com taxa máxima de transferência de dados de 150
MB por segundo (MB/s). Essa versão recebeu os seguintes nomes: SATA 150,SATA 1.0, SATA
1,5 Gbps (1,5 gigabits por segundo) ou, simplesmente, SATA I.
Não demorou muito para surgir uma versão denominada SATA II (ou SATA 3 Gbps - na
verdade, SATA 2,4 Gbps -, ou SATA 2.0, ou SATA 300) cuja principal característica é a
velocidade de transmissão de dados a 300 MB/s, o dobro do SATA I. Alguns discos rígidos que
utilizam essa especificação contam com um jumper que limita a velocidade do dispositivo para 150
MB/s, uma medida aplicada para fazer com que esses HDs funcionem em placas-mãe que suportam
apenas o SATA I.
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É necessário fazer uma observação quanto ao aspecto de velocidade: na prática, dificilmente
os valores mencionados (150 MB e 300 MB) são alcançados. Essas taxas indicam a capacidade
máxima de transmissão de dados entre o HD e sua controladora (presente na placa-mãe), mas
dificilmente são usadas em sua totalidade, já que isso depende de uma combinação de fatores, como
conteúdo da memória, processamento, tecnologias aplicadas no disco rígido, etc.
Há outra ressalva importante a ser feita: a entidade que controla o padrão SATA (formada
por um grupo de fabricantes e empresas relacionadas) chama-se, atualmente, SATA-IO (SATA
International Organization). O problema é que o nome anterior dessa organização era SATA-II, o
que gerava certa confusão com a segunda versão da tecnologia. Aproveitando essa situação, muitos
fabricantes inseriram selos da SATA II em seus HDs SATA 1.0 para confundir os usuários,
fazendo-os pensar que tais discos eram, na verdade, da segunda geração de HDs SATA. Por isso é
necessário olhar com cuidado as especificações técnicas do disco rígido no momento da compra,
para não levar "gato por lebre". Felizmente, poucos modelos de HDs se encaixam nessa situação.
Em 2009, foi lançado o conjunto final de especificações da terceira versão da tecnologia
Serial ATA, chamada de SATA-III (ou SATA 6 Gbps; ou SATA 3.0). Esse padrão permite,
teoricamente, taxas de transferências de até 768 MB por segundo. O SATA-III também utiliza uma
versão melhorada da tecnologia NCQ (abordada no próximo tópico), possui melhor gerenciamento
de energia e é compatível com conectores de 1,8 polegadas específicos para dispositivos de porte
pequeno. O padrão SATA-III se mostra especialmente interessante a unidades SSD, que por
utilizarem memória do tipo Flash podem alcançar taxas de transferências elevadas.
Comparativo
Sistema de Arquivos
Um disco rígido novo não é “enxergado” como sendo uma unidade de disco. Neste
momento ele é apenas um “espaço não alocado”. O disco existe do ponto de vista físico, em estado
bruto, mas ainda não está pronto para uso do ponto de vista lógico. É preciso que seja criada uma
estrutura de dados que permita o uso do disco. Neste momento o disco é apenas uma seqüência de
trilhas, cada uma delas divida em setores, cada setor tendo 512 bytes. O diagrama abaixo representa
a situação de um disco rígido neste momento.
O disco é usado a partir do seu início. É neste início (trilha zero) onde é formada a estrutura
de dados que permitirá o seu uso. Esta estrutura de dados, chamada sistema de arquivos, depende do
sistema operacional utilizado. O diagrama abaixo representa um disco rígido que já tem esta
estrutura.
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Um disco precisa ter as seguintes informações para que possa ser usado:
1) Tabela de partições
É uma tabela que indica como o disco está dividido. Um disco pode ser usado integralmente como
um drive C, ou pode ser dividido em C e D, ou então em C, D e E, e assim por diante.
2) Setor de boot
Cada partição pode ser usada como sendo um único disco lógico, ou pode ser dividida em dois ou
mais discos lógicos. Cada disco lógico começa com um setor de boot. Qualquer disco pode ser
usado para carregar o sistema operacional, desde que seja configurado para tal, portanto cada um
deles precisa ter um setor de boot.
3) Tabela de alocação de arquivos
É uma grande tabela armazenada no início do disco que indica quais das suas partes estão livres e
quais estão ocupadas.
4) Diretório raiz
É o primeiro diretório de um disco. Nele podem ser gravados arquivos ou serem criados novos
diretórios (pastas).
Disco rígido novo
Um disco rígido novo ainda não pode ser usado, pois não tem tabela de partições, nem discos
lógicos, nem setor de boot, nem tabela de alocação de arquivos, nem diretório raiz.
O particionamento e a formatação servem justamente para criar essas estruturas, deixando o disco
rígido apto a receber dados.
Fat32 e NTFS
Nos anos 80 o MS-DOS, principal sistema operacional da época, usava o sistema de
arquivos conhecido como FAT12. Já nos anos 90 o MS-DOS usava a FAT16, somente em 1997, já
na segunda atualização do Windows 95, foi lançado o sistema FAT32. A diferença entre esses
sistemas está na capacidade máxima de disco suportada.
Sistemas operacionais Windows 98 e Windows XP devem obrigatoriamente usar a FAT32.
A FAT16 também é suportada, mas é muito ineficiente para os discos rígidos modernos. Também
nos anos 90 a Microsoft criou o Windows NT, que deu origem ao Windows 2000 (NT versão 5) e
ao Windows XP (NT versão 6). Esses sistemas operacionais usam um sistema de arquivos mais
eficiente, o NTFS. Podem também operar com FAT32, mas o uso do disco e do próprio sistema
operacional é mais eficiente quando o disco está formatado com NTFS.
O sistema de arquivos que você irá adotar dependerá do sistema operacional que pretende
empregar:
Windows 98 ou Windows ME: Devem usar obrigatoriamente FAT32
Windows 2000, XP, Vista ou Seven: Devem usar preferencialmente NTFS.
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Exercícios
1. Defina tecnologia IDE:
2. Defina Tecnologia SATA:
3. Cite três tipos de sistemas de arquivos existentes:
4. Podemos instalar o sistema operacional windows 98 no sistema de arquivo NTFS?
Explique.
5. O que devemos fazer para que um disco rígido seja reconhecido do ponto de vista
lógico?
6. Qual a função do sistema de arquivos?
7. Qual a transmissão de dados do padrão SATAIII?
8. Quais são os passos que devo seguir para instalar dois discos rígidos IDE, em um
mesmo cabo flat e reconhecê-los no Setup.
9. Posso instalar o Sistema operacional Windows XP no sistema de arquivos FAT32?
10. Quais os passos que devo seguir, quando um disco rígido não é reconhecido pelo Setup:
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PLACAS DE VÍDEO
Uma das expansões mais importantes em um micro é a da placa de vídeo. Ao instalarmos
uma boa placa de vídeo em um PC com vídeo on-board, podemos resolver o problema de baixo
desempenho gráfico que normalmente esses PCs apresentam. Em manutenção, um bom técnico ou
especialista deve estar preparado para fazer qualquer substituição de placa. Por exemplo, se uma
placa de vídeo for danificada, terá que fazer a sua substituição.
A maioria dos micros produzidos entre 1995 e 1998 utiliza placas de vídeo PCI. PCs
produzidos apartir de 1998, em sua maioria, utilizam placas de vídeo AGP ou placas mãe com vídeo
on-board. Mais recentemente surgiram no mercado as placas de vídeo PCI Express X16.
Figura 01. Placas de vídeo PCI e AGP.
A partir de 1995 as placas de vídeo PCI substituíram as antigas placas de vídeos ISA. O
principal motivo da mudança foi o aumento da velocidade exigida pelos gráficos dealta resolução
usados com os sistemas operacionais modernos. Com o surgimento dos chips gráficos 3D foi
preciso aumentar ainda mais a velocidade, por isso foi criado o slot AGP. Uma placa PCI tem taxa
de transferência de 133 MB/s. Os slots AGP, AGP 2X, AGP 4X E AGP 8X apresentam taxas de
transferência de 266, 533, 1066 e 2133 MB/s, respectivamente.
Na figura 2 vemos o conector VGA de 15 pinos (DB-15 fêmea), utilizado em todas as placas
de vídeo VGA e superiores. Neste conector devemos ligar o cabo de vídeo do monitor. Este tipo de
conector é padrão, e é encontrado tanto em placas de vídeos como nas placa mães com vídeos
embutido.
PC
AGP
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Hardware 99
A figura 3 apresenta outros conectores
comuns em placas de vídeo. o primeiro
conector (redondo) da esquerda para direita é
chamado de RCA e é usado para conexão de
televisores. A segunda conexão da esquerda
para direita é chamado de Super Vídeo com a
mesma função da RCA. A maioria das placas
atuais possui umas destas duas entradas ou até
mesmo as duas como na imagem acima.
Todos esses conectores de vídeo são analógicos.
Atualmente encontramos também placas com saídas de vídeo
tipo DVI, que são digitais (figura ao lado). Os conectores
DVI são muito usados para conexão de televisores modernos
e para monitores LCD.
Placas de vídeo PCI Express X16
Recentemente chegaram ao mercado
as placas de vídeo e slots PCI Express X16.
Esse tipo de placa suporta uma velocidade de
até 8000 MB/s sendo 4000 MB/s para
transmissão e 4000MB/s para recepção.
Portanto a taxa de transferência de uma placa
de vídeo PCI Express X16 é de duas a quatro
vezes maior que a de uma placa AGP 8X.
Memória de vídeo
Trata-se de uma área de memória na
qual ficam representadas as imagens que
vemos na tela do monitor. Todas as placas de
vídeo possuem chips de memória para esta
função. Nos anos 90, as placas de vídeo apresentavam 1 MB, 2 MB, 4 MB, 8 MB ou 16 MB de
memória de vídeo. No ano 2000 já eram comuns placas com 32 MB de memória de vídeo, depois
chegaram a 64 MB. Em 2009, placas de vídeo bem simples apresentam 128 MB ou 256MB
atualmente as mais comuns têm 512MB e 1GB enquanto as mais sofisticadas apresentam 2 GB.
Placa de vídeo x vídeo on-board
Placa de vídeo avulsa não é sinônimo de alto desempenho, e vídeo on-board não é sinônimo
de baixo desempenho. Tanto os circuitos on-board como as placas de vídeo avulsas podem ser
encontradas em versões de alto ou baixo desempenho. Podemos por exemplo encontrar placas de
vídeo custando menos de R$100,00, tanto AGP como PCI Express, porém com desempenho baixo
para os jogos modernos. As placas de vídeo de maior desempenho são mais caras, em geral
custando mais que a placa-mãe. As mais sofisticadas podem ser mais aras que o restante do
computador.
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Hardware 100
Quanto ao vídeo on-board, normalmente o seu desempenho é moderado ou baixo. O vídeo
on-board baseado em chipsets da Nvidia, ATI ou Intel são de desempenho moderado, satisfatório
para os jogos modernos, desde que não muito exigentes. Já o vídeo on-board baseado em chipsets
da VIA e SIS têm um desempenho bastante reduzido. Por exemplo, muitas vezes não são capazes
de reproduzir vídeo em tela cheia sem irritantes pausas na exibição. São satisfatórias para jogos 2D
e para jogos simples em 3D.
O desempenho de vídeo depende não só do fato de ser on-board ou não, mas também Da
época em que o chip foi criado. Um vídeo on-board simples de 2009, encontrado em chipsets VIA e
SIS, têm desempenho melhor que o de uma placas de vídeo top se linha 2002, normalmente.
Para ter uma idéia mais precisa do desempenho de uma placa de vídeo é preciso usar
programas de benchmark, como o 3D Mark (www.futuremark.com). Existem sites dedicados a
medir performance de placas de vídeo
alguns sites especializados no assunto:
www.guru3d.com
www.firingsquad.com
www.anandtech.com
www.tomshardware.com
www.clubedohardware.com.br
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Hardware 101
Exercícios
1. Qual o slot mais utilizado atualmente para placas de vídeo?
2. Qual a função da placa de vídeo?
3. Quais os critérios que devo seguir na hora de escolher uma placa de vídeo?
4. Diferencie placa de vídeo “on-board” de “off-board”:
5. Explique em qual situação devemos indicar placas de vídeo “on-board” e em qual situação a
melhor indicação é a “off-board”.
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Hardware 102
MODEM
Fundamentos
A comunicação entre dois micros via linha telefônica pode ser feita através de um periférico
chamado modem, contratação de modulador/demodulador. Esse Periférico converte os dados
gerados pela porta serial do micro transmissor em forma de onda analógica. Esse processo é
chamado modulação. O modem receptor faz processo inverso, convertendo a forma de onda
analógica em dados digitais que serão inseridos na porta serial do micro receptor. A figura 01 ilustra
esse processo.
Existem basicamente dois tipos de modem: o externo, que é conectado aporta serial do
micro, e o interno, quer já tem uma porta serial embutida e é instalado em um dos slots da Placa-
mãe. Alguns modems para TV a cabo (cable modem) são conectados ao micro através de uma placa
de rede Ethernet.
Como executam transmissões de dados via linha telefônica, a maioria dos modems incorpora
adicionalmente protocolos de comunicação utilizados por aparelhos de Fax, permitindo que o micro
funcione como se fosse um aparelho de fax. Por este motivo,o modem também é chamado de fax
modem . A figura 02 exemplifica esse processo.
Alguns modens funcionam ainda como secretaria eletrônica, permitindo atender o telefone e
gravar mensagens automaticamente. Esse tipo de modem também é conhecido como “modem
personal voice mail”. No mercado brasileiro são vendidos como “modem voice”.
Funcionamento:
A linha telefônica foi desenvolvida para trabalhar com freqüências entre 300Hz somente,
suficientes para transmitir voz humana. O nome dessa faixa de freqüência é banda passante.
O teorema de Nysquist. Esse teorema diz que a banda passante tem de ser o dobro do
numero de mudança de sinal do canal. No tocante às placas de som, isso queria dizer que a taxa de
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Hardware 103
amostragem tem de ser pelo menos o dobro da freqüência máxima que desejamos converter de
analógico para digital. Por exemplo, placas de som usam uma faixa de amostragem de 44.100Hz,
fazendo com que a freqüência máxima capturada seja de 22.050Hz.
No caso da linha telefônica, como a freqüência máxima que o canal transporta é 3.000Hz,
temos que esse canal comporta somente 1.500 mudanças de sinal por segundo ou seja, bits por
segundo. Com isso, pelo menos a princípio, a linha telefônica convencional só é capaz de transmitir
dados a uma taxa máxima de 1.500 bps.
Só que este limite de 1500 bps só existe se convertemos cada bit de informação diretamente
em uma tensão a ser transmitida (como por exemplo, converter 0 em 0 V e 1 em 5 V). Para romper
esse limite, bastaria converter mais bits em sinais de tensão. Por exemplo, se usarmos quatro em vez
e dois níveis de tensão (por exemplo, 0V, 1,75 V, 3,75 V e 5V), poderemos codificar doisbits por
sinal (00, 01, 10 e 11). Nesse caso, a taxa de transmissão máxima dobraria, passando de 1500 bps
para 3.00 bps.
A principio, bastaria aumentar a quantidade de variações de tensão possíveis para que
pudéssemos codificar mais bits por sinal, aumentando a taxa de transferência.
Só que há um problema: há ruído na linha telefônica. Isso significa que chega um ponto em que os
níveis de tensão tornan-se tão próximos que qualquer ruído na linha faz com que o modem receptor
entende erroneamente o dado que esta sendo transmitido. Por exemplo, imagine que estamos
trabalhando com umas variações de 0,2V para codificar cada grupo de bits. Se foi transmitido 4 V
(que representa 11110111, por exemplo) e, devido a um ruído na linha, esse valor caiu para 3,8V o
modem receptor aceita esse valor (porque está dentro dos valores considerados válidos), só que
demodulará esse valor como sendo 11110110, já que 3,8V representa esse grupo de bits.
O ruído da linha é medido através de uma característica chamada relação sinal ruído ou SNR
(Signal to Noise Ratio), medida em decibéis. A relação sinal ruído típica da linha telefônica é de 35
dB.
Um outro teorema, chamado teorema de Shannon, calcula qual é a taxa de transmissão
máxima possível baseada na largura de banda do canal (banda passante) e a quantidade de ruído ou
seja justamente até onde é possível ir com o esquema de modulação, dependendo do ruído do canal.
Aplicando essa fórmula aos dados apresentados pela linha telefônica, temos que a linha
telefônica convencional tem um limite de transmissão de 35.000 bps. Por isso, os modems mais
velozes para linhas telefônicas convencionais são os de 33.600 bps, o que é bem próximo deste
limite. Os modems de 56 Kbps utilizam um macete para poderem ultrapassar este limite, como
estudaremos em breve. Portanto, pelo menos a príncipio (e com exceção dos modems de 56 Kbps),
a taxa de transferencia máxima da linha telefônica é de 35 Kbps. Acima disso, só com ouso de
linhas especiais, que oferecem uma largura de banda maior do que a linha telefônica.
Funcionamento de modems 56 Kbps.
O limite de 35 Kbps se deve a um fator chamado ruído de quantização. O ruído de
quantização é gerado sempre que há uma conversão analógico-digital (ADC). No caso de modems
até 33.600 bps, esse ruído ocorre tanto no sentido provedor/usuário quanto no sentido
usuário/provedor, impossibilitando conexões acima de 35 Kbps.
No sentido provedor-usuário, esse ruído é gerado na central onde o provedor de acesso está
ligado: o sinal que vem na linha telefônica do provedor é analógico e precisa ser convertido para
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Hardware 104
digital para que a central telefônica possa transmiti-lo. É nesse momento que é gerado o ruído de
quantização.
Já no sentido usuário provedor, esse ruído é gerado na central onde o usuário está conectado:
o sinal que vem na linha telefônica do usuário é analógico e precisa ser convertido para digital para
que a central telefônica possa transmiti-lo. É nesse momento que é gerado o ruído de quantização.
A solução encontrada pelos fabricantes de modems foi a retirada dos conversores analógico-
digitais (ADC) no sentido provedor/usuário. Com essa modificação, não há ruído de quantização
nesse sentido, e as conexões podem ser feitas em velocidades mais altas.
Em modens 56 Kbps, a comunicação do usuário com sua central são analógicas, mas o
caminho daí até o provedor é totalmente digital, ao contrario do esquema tradicional, onde a
comunicação do provedor com a companhia telefônica é feita através de linhas analógicas.
Que vantagens o V92 fornece que o V90 não tem?
Em adição aos melhoramentos gerais da tecnologia V90, o V92 oferece 3 novas importantes
vantagens: "Moden on Hold", "Quick Connect" e "V.PCM upstream". Para se utilizar destas
novas funções, tanto o modem do usuário como do ISP (provedor), precisam ser atualizados para a
tecnologia V.92. Vejamos um pouco mais o que são estas funções:
Modem on Hold.
Permite ao usuário do modem suspender a conexão de dados, atender uma chamada de voz
que esteja chegando, e depois re-estabelecer a conexão de dados, sem perder a conexão original.
Isto permitirá um uso mais efetivo e produtivo em linhas telefônicas residenciais, ou locais de
apenas 1 linha telefônica, pois poderá atender uma chamada quando estiver navegando na internet, e
depois retornar para ela após falar. (Nota: para usar esta função, é necessário que a operadora de
telefones local ofereça o serviço de chamada em espera - Call Waiting).w
ww.boadica.com.br
Quick Connect.
Permite que o modem diminua o tempo inicial de negociação de conexão entre os modems
(do usuário e do ISP/Provedor). O modem compara a nova chamada com a chamada anterior, e se a
condição da linha for similar (como acontece quando chamando sempre o mesmo provedor, da
mesma linha telefônica), ele não realiza a parte de negociação de velocidade. Isto reduz o tempo de
conexão inicial em 50% ou mais em alguns casos. Normalmente este tempo de "handshaking" entre
os modems na tecnologia V.90 leva em torno de 25 segundos. Se você pensar em quantas vezes é
realizada a conexão com a internet por mês, esta economia de tempo é bem significativa.
V.PCM Upstream.
Aumenta a velocidade de transferência de dados em uploads (do seu modem para o
ISP/Provedor). Na tecnologia V.90 esta velocidade é de 31.200 bps, com o V.92 você pode alcançar
até 48.000 bps.
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Hardware 105
Exercícios
1. Quais as vantagens o V92 fornece que o V90 não tem?
2. Como o modem funciona?
3. Qual a função do modem?
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PLACA DE SOM: PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
O nome já diz tudo: as placas de som são dispositivos responsáveis por prover o áudio
gerado em seu computador. No início da era dos PCs, esse item nem existia - o único dispositivo
sonoro presente em alguns computadores era o "PC Speaker", utilizado até os dias de hoje para
emitir avisos sonoros da placa-mãe. Mas, não demorou muito para as placas de som se tornarem
comuns. Hoje, é até difícil encontrar uma placa-mãe nova que não tenha uma placa de som
integrada (on-board).
Conversores ADC e DAC
As placas de som são constituídas por dispositivos com um ou mais chips responsáveis pelo
processamento e emissão do áudio gerado pelas aplicações. Para que isso seja possível nos
computadores, é necessário trabalhar com sinais sonoros digitais. É neste ponto que entra em cena
os conversores denominados ADC (Analog-to-Digital Converter - Conversor Analógico-Digital) e
DAC (Digital-to-Analog Converter - Conversor Digital-Analógico).
Ao ADC (também conhecido como Conversor A/D) cabe a tarefa de digitalização dos sinais
sonoros. A placa de som recebe esses sinais de um dispositivo externo, por exemplo, um microfone
ou um instrumento musical. O som oriundo desses dispositivos é disponibilizado por sinais
analógicos. Todavia, os computadores só trabalham com informações digitais, sendo necessário,
portanto, fazer uma conversão de analógico para digital. É exatamente isso que o ADC faz.
Para ouvirmos o som emitido pelos computadores, conectamos à placa de som caixas
acústicas ou fones de ouvido. Para o áudio chegar até os nossos ouvidos por esses dispositivos, é
necessário fazer outra conversão: a de sinais digitais (isto é, os sinais trabalhados pela máquina)
para sinais analógicos. Essa tarefa é feita pelo DAC (também conhecido por Conversor D/A).
É claro que há situações em que é necessário trabalharcom ambos os conversores ao mesmo
tempo. Isso é possível na maioria das placas de som, em um recurso denominado fullduplex.
Resolução das placas de som
É comum encontrar nas especificações das placas de som indicações que sugerem que o
dispositivo trabalha a 32, 64 ou 128 bits. Na verdade, a maioria das placas sonoras trabalha com
resoluções de 16 bits (as mais antigas trabalhavam apenas com 8 bits), com exceção para alguns
modelos mais sofisticados, que podem trabalhar com mais bits.
Os números superiores a 16 informados nas especificações, geralmente indicam a
quantidade de tons simultâneos que a placa pode trabalhar (polifonia). Os tradicionais 16 bits são
suficientes para reproduzir com alta qualidade sonora os sons que somos capazes de ouvir, por isso
não há a necessidade de trabalhar com mais bits. As placas que possuem 20 bits (ou mais)
geralmente são usadas para evitar perda de qualidade em certas aplicações. Isso significa que
possuem alta fidelidade sonora, embora nem sempre notemos a diferença.
Taxa de amostragem
Muitas das placas de som atuais trabalham com uma taxa de amostragem de até 100 KHz
(aproximadamente) e, dependendo do modelo, esse valor pode ser muito superior. Mas, o que isso
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quer dizer? Para entender, observe o gráfico de onda abaixo:
A ilustração representa um som na forma analógica. Como o computador trabalha apenas com sinais
digitais, é necessário fazer uma conversão, todavia, não é possível "capturar" todos os pontos do sinal.
A freqüência determina o intervalo entre cada ponto capturado. Quanto mais pontos, mais fiel será o
áudio. Veja um comparativo entre os gráficos abaixo. Note que, com 11 KHz, a captura será menor
que com 44 KHz, indicando que a qualidade do áudio será inferior:
Repare que, com 44 KHz, o sinal digital (linha mais fina) é muito fiel ao sinal analógico (mais
grossa), indicado boa qualidade de áudio. No entanto, com 11 KHz, o sinal digital acaba não sendo
fiel ao sinal analógico, causando perda de qualidade do áudio.
Resposta de freqüência
A resposta de freqüência indica a faixa de freqüências que a placa de som pode oferecer.
Nos dispositivos mais comuns, esse intervalo fica entre 20 Hz e 20 KHz, um valor satisfatório aos
ouvidos humanos.
Dependendo da freqüência, pode haver desvios, isto é, perdas ou ganhos. Esse parâmetro é
medido em decibéis (dB). Placas que possuem esse desvio numa taxa inferior a 1 dB (para mais ou
para menos) são indicadas para se obter uma boa qualidade de áudio nos mais diversos tons.
SNR e THD
O SNR (Signal to Noise Ratio ou Relação Sinal/Ruído) indica o nível de ruído (uma espécie de
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interferência) existente na placa de som. Esse indicativo é medido em decibéis. Placas de boa
qualidade geralmente têm SNR acima de 90 dB.
Quanto ao THD (Total Harmonic Distortion ou Distorção Harmônica Total), trata-se de um
indicativo do nível de distorção, neste caso, um ruído captado durante a emissão do áudio para as
caixas de som ou para os fones. Essa medição é feita em porcentagem e, quanto menor esse valor,
melhor.
É curioso notar que nem sempre os fabricantes indicam os valores de SNR e THD.
Geralmente, essas taxas só são especificadas quando a placa de som tem qualidade muito boa.
Sintetizadores e MIDI
Quando um som é gerado no computador, o arquivo final costuma ficar muito grande,
fazendo com que seja necessário usar formatos de compactação de áudio (como MP3 e Ogg Vorbis)
e, principalmente, sintetizadores. Estes são "orientados" por um padrão conhecido como MIDI
(Musical Instrument Data Interface).
Os arquivos MIDI são muito pequenos, se comparados aos formatos de áudio tradicionais.
Isso se deve ao fato desse formato conter, na verdade, seqüências de notas musicais. Assim, cabe
aos sintetizadores a tarefa de seguir essas seqüências para gerar o áudio.
O sintetizador FM (Freqüência Modulada) é um dos mais comuns, já que permite a geração
de áudio na placa de som sem a necessidade de usar áudio digitalizado. Os efeitos sonoros
existentes em jogos, por exemplo, podem ser gerados dessa forma.
Para garantir um áudio mais real, as placas de som também podem utilizar um tipo de
sintetizador conhecido como Wave Table. Por meio dele, é possível constituir áudio através de
amostras oriundas de instrumentos sonoros reais. Neste caso, as amostras podem ficar gravadas em
uma memória própria da placa de som. Esse sintetizador também pode ser emulado por software.
DSP (Digital Signal Processor)
O DSP é um item importante para a qualidade do áudio, portanto, sua presença é
praticamente obrigatória em placas de som mais sofisticadas. Trata-se de um chip dedicado a
processar informações sonoras, liberando o processador do computador de tal tarefa. O DSP é
especialmente importante na edição de áudio, já que torna mais rápida a aplicação de efeitos e de
outros recursos de manipulação.
Algumas placas-mãe de qualidade superior possuem DSPs integradas. Isso é importante para
evitar que o usuário tenha que comprar uma placa de som offboard (isto é, uma placa de som
"separada", não integrada à placa-mãe) por falta de qualidade do áudio onboard.
Canais de áudio
Os canais de áudio indicam quantas caixas de som você pode conectar na placa. As mais
simples suportam dois canais, isto é, os canais direito e esquerdo. Placas que suportam, por
exemplo, a tecnologia Surround, costuma ter canais extras para prover um melhor aproveitamento
de tal recurso.
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Hardware 109
O que quer dizer então, sistemas de som 5.1, por exemplo? Esse número indica que a placa
de som é capaz de trabalhar com kits acústicos compostos por cinco caixas de som e uma caixa
subwoofer (usada para tons graves). O mesmo vale para kits 6.1 e 7.1.
Vale frisar, no entanto, que a expressão "canais de áudio" também pode fazer alusão à
quantidade de sons que a placa pode executar ao mesmo tempo (a já mencionada polifonia).
Conexões
As placas de som podem ter vários tipos de conexões, tudo depende do modelo e da
finalidade de uso do dispositivo. A lista abaixo mostra os tipos de conexão mais comuns:
- MIC: entrada para microfone;
- Line-In: entrada para conectar aparelhos sonoros, como um rádio, por exemplo;
- Line-Out: entrada para conectar caixas de som ou fone de ouvido;
- Speaker: nesta entrada, pode-se ligar caixas de som sem amplificação;
- Joystick/MIDI: entrada para ligar joystick (controle para jogos) ou instrumentos MIDI;
- SPDIF: entrada para conexão de aparelhos externos.
No caso da conexão SPDIF
(Sony/Philips Digital Interface), cabe uma
observação: esse padrão, na verdade, é
composto por vários tipos de conexão, uma
delas serve para conectar um drive de
CD/DVD à placa de som, fazendo com que
esta tenha a tarefa de converter os sinais digitais para analógicos do áudio de CDs de música. Além
disso, o SPDIF também pode usar conectores ópticos e coaxiais, onde pode-se ligar, por exemplo,
um home theater.
Como mostra a tabela, convencionou-se aplicar cores para cada conexão. Essas cores podem
ser aplicadas nos dispositivos a serem encaixados, assim fica mais fácil localizar qual a entrada
correta para cada um. Vale frisar, no entanto, que não são todas as placas que utilizam esse
esquema.
Conclusão
Como dito no início, a quase totalidade das placas-mãe atuais vêm com placa de som
integrada. Isso é bom, já que representa uma despesa a menos na aquisição de um computador. Por
outro lado, deve-seobservar as características do áudio oferecido para não comprar um produto de
baixa qualidade. As placas-mãe de qualidade superior costumam oferecer um bom sistema de áudio.
Rosa MIC
Azul Line-In
Verde Line-Out
Preto Speakers
Laranja
SPDIF e
Subwoofer
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Agora, se o que você quer é um som de altíssima fidelidade e compatível com as tecnologias
de áudio mais recentes, não tenha dúvida, compre uma placa de som de qualidade. Assim você terá
uma ótima experiência ao ouvir suas músicas, jogar seus games preferidos, assistir a um filme e, se
for o seu caso, trabalhar com edição de áudio. Não se esqueça de utilizar caixas de som ou fones de
ouvido de qualidade para usufruir de tudo o que sua placa de som oferece!
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Hardware 111
Exercícios
1. Qual a função da placa de som?
2. Em qual situação é indicado o uso de placas de som “off-board”.
3. Porque quase não se encontra placas de som “off-board”.
4. Qual a cor da conexão que utilizamos para ligar caixas de som?
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Bibliografia e Sitografia:
Livros:
Hardware curso completo, Autor Gabriel Torres
Hardware Total, Autor Laércio Vasconcelos
Manutenção de Micros na Pratica. Laércio Vasconcelos
Hardware na prática Laércio Vasconcelos
Circuitos Digitais 2ª edição Editora Erica
Autores: Antonio Carlos de Lourenço, Eduardo Cesar Alves Cruz, Sabrina Rodero Ferreira,
Salomão Choqueri Júnior
Sites:
Site: Guia do Hardware: www.guiadohardware.net
Site Clube do Hardware: www.clubedohardware.com.br
Site Boa dica: www.boadica.com.br
Site Infowester, www.infowester.com.br
Site baixaki: www.baixaki.com.br
Formulação do material da apostila, edição e autor de alguns dos Textos: Andre Cardoso
Esta apostila não pode ser reproduzida sem a autorização prévia do autor.
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“Um desempenho superior depende de um aprendizado superior”
(Peter M. Senge)
“Comece fazendo o que é necessário, depois o que é possível e de repente você estará fazendo o
impossível”. São Francisco de Assis
“O propósito do aprendizado é crescer, e nossas mentes, diferentes de nossos corpos, podem continuar
crescendo enquanto continuamos a viver”.
Mortimer Adler
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Índice
Introdução a Eletricidade
• O que é eletricidade?__________________________________________pag. 02
• Energia ____________________________________________________pag. 03
• Tensão Elétrica Continua ______________________________________pag. 04
• Tensão Elétrica Alternada _____________________________________pag. 05
• Por que a rede elétrica usa tensão alternada?_______________________ pag. 05
• Frequência _________________________________________________pag. 06
• Corrente Elétrica ____________________________________________pag. 06
• Resistência elétrica __________________________________________pag. 09
• Potencia elétrica ____________________________________________pag. 09
• Curto Circuito ______________________________________________pag. 09
• 1º Lei de ohm ______________________________________________pag. 10
• Terra _____________________________________________________pag. 10
• Instrumentos de medida ______________________________________pag. 11
• Eletricidade Estática _________________________________________pag. 11
Introdução a Eletrônica
Principais Componentes
• Resistores _________________________________________________pag. 18
• Potenciômetros _____________________________________________pag. 18
• Capacitores ________________________________________________pag. 19
• Bobinas ___________________________________________________pag. 20
• Transformadores ____________________________________________pag. 21
• Diodos ____________________________________________________pag. 21
• Transistores ________________________________________________pag. 22
• Circuitos integrados __________________________________________pag. 23
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Introdução Hardware
• Manuseio de componentes _____________________________________pag. 26
• Tipos de manutenção _________________________________________pag. 31
• Ferramentas ________________________________________________pag. 31
• Introdução ao Hardware _______________________________________pag. 31
Introdução Informática
• Breve História da Informática __________________________________pag. 39
• Sistemas numéricos __________________________________________pag. 41
• Alimentação ________________________________________________pag. 44
Hardware - Componentes do Computador
• Fonte de Alimentação ________________________________________pag. 51
• Placa-mãe __________________________________________________pag. 60
• Processador ________________________________________________pag. 70
• Memória ___________________________________________________pag. 81
• Disco Rigido _______________________________________________pag. 88
• Placas de Vídeo _____________________________________________pag. 99
• Modem ___________________________________________________pag. 103
• Placas de Som _____________________________________________pag. 107
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LINKS INTERESSANTES
Sites de informática:
www.clubedohardware.com.br
www.boadica.com.br
www.guiadohardware.com.br
www.infowester.com.br
www.baboo.com.br
Site de utilidade publica e informação:
http://www.detran.sp.gov.br/
http://www.poupatempo.sp.gov.br
http://www.nfp.fazenda.sp.gov.br/
http://www.cidadao.sp.gov.br/
http://www.educacao.sp.gov.br/
www.folha.com.br
Sites de busca e entretenimento:
www.youtube.com.br
www.akinator.com
www.google.com.br
www.cade.com.br
www.aonde.com.br
www.yahoo.com.br
Sites governamentais:
http://www.brasil.gov.br/
http://www.presidencia.gov.br/
http://www.cultura.gov.br/site/
http://www.saopaulo.sp.gov.br/
http://www.capital.sp.gov.br/
Sites de e-mail’s gratuitos:
www.gmail.com
www.hotmail.com.br
www.ig.com.br
www.bol.com.brconhecimento nós só temos hoje em dia. Antigamente não se sabia
comprovadamente da existência de elétrons e o sentido correto da corrente elétrica. Com isso,
antigamente foi estipulado que a corrente elétrica saia do pólo positivo e entrava no pólo negativo,
de forma contraria ao que ocorre na realidade. O problema é que todas explicações que já existiam
sobre eletricidade (especialmente em livros) assumiam que a corrente elétrica saía do pólo positivo,
e não do pólo negativo.
Dessa forma, é muito importante você saber que há duas formas de representar o sentido da
corrente elétrica: sentido eletrônico e sentido convencional. Na corrente elétrica representada no
sentido eletrônico, ela sai do pólo negativo e entra no pólo positivo. Já uma corrente elétrica, sendo
representada no sentido convencional, sai do pólo positivo e entra no pólo negativo (de forma
contraria ao que ocorre na realidade). A próxima figura mostra a diferença de representação.
Figura 04.
Sentido Convencional e
Sentido Real
Sentido eletrônico são apenas formas de representar o sentido em que a corrente esta indo.
Tentaremos representar sempre que possível a corrente elétrica no sentido eletrônico. Em alguns
momentos teremos de representar a corrente no sentido convencional, pois as explicações existentes
em quase todos os livros de eletrônica se baseiam nesse sentido.
Não devemos ser radicais ao ponto de querer que todos os livros do mundo sejam corrigidos.
O fato é que para entender eletrônica o sentido da corrente elétrica isso normalmente não importa.
O que é a corrente elétrica?
A corrente elétrica mede o consumo de um circuito. Um circuito que tenha uma corrente
maior significa que possui um consumo elétrico maior. Lembra quando falamos de pilhas pequenas
e grandes ? Pois é, as pilhas grande comportam uma corrente maior, significando que podem
alimentar circuitos que exijam uma corrente maior. As pilhas pequenas também podem alimentar
esses circuitos sem problemas, mas elas gastarão mais rapidamente, já que sua reserva de elétrons é
menor.
A regra básica sobre corrente elétrica é a seguinte: a corrente elétrica vai para onde houver
uma menor resistência, de forma a voltar para a fonte de alimentação. Como a resistência elétrica é
a oposição a passagem da corrente elétrica, a corrente ira preferir a passar por um caminho mais
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fácil de trafegar de forma a retornar para fonte.
Ficou confuso? Considere a próxima figura. Não colocamos valores nos componentes
justamente para podermos fazer algumas simulações para você entender o assunto.
Figura 05.
Divisão de corrente.
Outra regra básica sobre corrente elétrica é a seguinte: toda corrente que sai da fonte retorna.
Isso significa que a corrente que esta saindo pelo pólo negativo da fonte, que chamamos de IT, esta
entrando de volta em seu pólo positivo. Essa é uma lei chamada Primeira Lei de Kirchhoff.
Você deve observar que há um “nó”, uma divisão da corrente quando ela atinge R1: parte
dela vai para R1 e outra parte, para R2. Se toda corrente que entra sai, isso significa que IT = I1+ I2.
Como dissemos, a corrente dá preferência por seguir por onde a resistência for menor. Se R1
possuir uma resistência menor do que R2, isso significa que I1 será obrigatoriamente maior do que
I2. Em outras palavras, a corrente dará preferência por passar por R1 já que o caminho propiciado
por ele é mais fácil de ser atravessado para chegar de volta a fonte de alimentação.
Se R1 e R2 possuírem o mesmo valor, isso significa que acorrente será dividida de forma
igual, já que não haverá “preferência”. Assim, para o caso de R1 e R2 serem de valores iguais,
teremos que I1 e I2 terão o mesmo valor: valerão metade de IT, já que a corrente será dividida de
forma igual.
Circuito aberto e circuito fechado.
A corrente elétrica só existe quando o circuito elétrico esta fechado, isto é, os elétrons têm
como sair e voltar da fonte de alimentação. Em um circuito aberto, a corrente elétrica é zero,
significando que o circuito não esta consumindo nada e, portanto, está desligado. Para efeitos de
cálculos, consideramos um circuito aberto como tendo resistência infinita.
Figura 06. Circuito Aberto Figura 07. Circuito Fechado
Para que você entenda melhor esta questão, considere o circuito da figura 8. Você pode
observar que R2 não esta conectado ao circuito (sua”perna” está “solta”). Com isso, toda a corrente
do circuito circula somente através de R1. Assim, I1 = IT e I2 = 0. Consideramos que R2 possui
uma resistência infinita porque ela esta fora do circuito, mesmo que ele possua um valor qualquer.
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Figura 08 Estudo de circuito
aberto e circuito fechado.
RESISTÊNCIA ELÉTRICA
A resistência elétrica é a oposição á passagem da corrente elétrica. Qualquer componente
que se oponha á passagem da corrente elétrica pode ser considerado uma resistência. Como
comentamos, uma lâmpada é uma resistência e poderia ser representada com o símbolo de
resistência em um esquema elétrico, por exemplo. A resistência elétrica é medida em uma unidade
chamada ohm e abreviada pela letra grega (Ω). Em alguns casos, principalmente em publicações
mais antigas, a unidade ohm é abreviada pela letra R. Isso ocorria porque antigamente os livros
eram escritos em maquinas de escrever, que não possuíam o símbolo Ω. Assim, uma resistência de
100R equivale a uma resistência de 100Ω.
POTENCIA ELÉTRICA
Ao passar por uma carga instalada em um circuito, a corrente elétrica produz, entre outros
efeitos, calor, luz e movimento. Esses efeitos são denominados de trabalho.
O trabalho de transformação de energia elétrica em outra forma de energia é realizado pelo
consumidor ou pela carga. Ao transformar energia elétrica, o consumidor realiza um trabalho
elétrico.
O tipo do trabalho depende da natureza do consumidor de energia. Um aquecedor, por
exemplo, produz calor, uma lâmpada, luz, um ventilador, movimento.
A capacidade de cada consumidor produzir trabalho, em determinado tempo, a partir da
energia elétrica é chamada potência elétrica, representada pela seguinte formula:
Potência= trabalho
tempo
Unidade de Medida da Potência elétrica
A Potência é uma grandeza e, como tal, pode ser medida. A unidade de medida da potência elétrica
é o Watt, simbolizado pela letra W.
Determinação Matemática
Potência: Tensão: Corrente:
P = V . I V = _P_ I = P_
I V
CURTO-CIRCUITO
Curto-circuito é o nome dado a qualquer circuito cuja a resistência seja zero. Com
resistência zero, a corrente tende a ser infinita, (para efeitos de calculo, consideramos que qualquer
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numero dividido por zero seja igual a infinito). Se você pegar um fio e ligar os dois pólos de uma
tomada, você criará um curto-circuito. Como a resistência de um fio é zero, você criará uma
corrente infinita na tomada, fazendo com que o fio derretesse, esquentasse e pegasse fogo. Para que
isso não ocorra, em sua casa existe uma caixa de força contendo disjuntores ou fusíveis, que são
chaves que desarmam quando a corrente elétrica ultrapassa um determinado valor (o que
normalmente indica um curto-circuito). A função de disjuntores e fusíveis é evitar que sua casa
pegue fogo.
1º LEIDE OHM
Essa lei recebeu esse nome em homenagem a George Simon Ohm. A lei de ohm é uma
formula matemática que estabelece relação entre as três grandezas fundamentais da eletricidade,
tensão (v), corrente (A) e resistência (R)
Formula:
E = R . I R = E I= E
I R
TERRA
Como já vimos a rede elétrica é composta, basicamente, por
dois fios condutores de energia: o neutro, que possui potencial
igual a zero; e o fase, por onde a tensão elétrica é transmitida.
Os dois são fornecidos pela concessionária de energia local e
são suficientes para efetuar uma ligação elétrica em uma
residência. Porém, essa ligação não é perfeita, pois existem
variações de tensão na rede elétrica.
Para existir eletricidade, é necessário que haja uma diferença
de potencial. Ou seja, no caso de um fio fase com potencial de
127V e um neutro com 0V, por exemplo, a diferença de potencial entre eles é de 127V e, portanto,
existe eletricidade. No entanto, o valor do neutro em uma residência nem sempre é igual a zero,
devido à “sujeira” causada pelas fugas de energia dos aparelhos.
Essa fuga de energia fica alojada nas extremidades metálicas dos equipamentos, o que é
normal. Em um computador, isso acontece com muita frequência devido aos vários componentes
elétricos que funcionam em seu interior e pode ocasionar choques ao encostarmos em sua
superfície.
O choque acontece porque existe diferença de potencial entre a pessoa e o equipamento
(geladeira, computador, etc.), o que ocasiona uma descarga elétrica. Esse choque não é muito forte e
não causa grandes danos à saúde.
No entanto, ao conectar equipamentos que possuem diferença de potencial entre si, essa
descarga elétrica (por menor que seja) pode danificar os componentes mais sensíveis, como a porta
paralela de uma impressora ou a placa de rede.
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O aterramento
O “terra” é um conector que possui valor igual a zero Volt absoluto, ou seja, seu valor não
se altera, diferentemente do neutro. Dessa forma, ele é o responsável por eliminar a “sujeira”
elétrica dos componentes, pois toda carga eletrostática acumulada neles é descarregada para a terra
(é daí que surgiu seu nome).
O sistema de aterramento consiste em uma viga cravada na terra que é conectado a um fio,
geralmente de cor verde e amarela, que percorre toda a casa. Ele tem como objetivo diminuir a
variação de tensão de uma rede elétrica, eliminar as fugas de energia e proteger os usuários de um
possível choque elétrico, Isto ocorre pelo fato de que a terra é fonte inesgotável de elétrons livre.
Você já deve ter notado que o plug que liga o computador à tomada tem três pinos, ou pelo
menos deveria ter. Pois bem, o terceiro pino é chamado de “terra” e, muitas vezes, é retirado pelas
pessoas para que o plug encaixe em tomadas mais simples.
MULTIMETRO
Multimetro ou multiteste é o nome do
instrumento de medida, capaz de medir, pelo
menos, corrente, tensão e resistencia. Como o
“coração” desses instrumentos de medida é o
mesmo (galvanômetro) é facil criar um
instrumento que possa medir todas essas unidades
simplesmente trocando-se a posição de uma chave
seletora.
Na realidade é muito dificil você encontrar
no mercado um amperímetro, um voltimetro ou
um ohmimetro avulsos. Normalmente eles estão
integrados em um multímetro. A peça mais cara de todos esses instrumentos de medida é o
galvanômetro, por ser um instrumento de precisão. Quanto mais preciso e sensível, mais caro é um
galvanômetro. Assim, a vantagemde um multímetro é usar apenas um unico galvanômetro para
todos os instrumentos de medida. Se você pode ter um instrumento mais barato que pode medir
tudo, para que ter três instrumentos separados?
Se você quer mesmo trabalhar com eletrônica, Você obrigatoriamente terá de fazer um
investimento comprando um multímetro.
Os multimetros podem ser analógicos (quando utilizam um galvanômetro como instrumento
de leitura) ou digitais (quando utilizam um display, normalmente de cristal líquido, para a leitura do
valor medido pelo instrumento).
Independentimente se o multimetro é analógico ou digital, a maneira como ele é usado é
praticamente a mesma.
ELETRICIDADE ESTÁTICA
A eletrostática é a parte da eletricidade que estuda a eletricidade estática. Dá-se o nome de
eletricidade estática à eletricidade produzida por cargas elétricas em repouso em um corpo.
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Na eletricidade estática, estudamos as propriedades e a ação mútua das cargas elétricas em
repouso nos corpos eletrizados.
Um corpo eletriza negativamente (-) quando ganha elétrons e positivamente (+) quando
perde elétrons.
Entre corpos eletrizados, ocorre o efeito da atração quando as cargas elétricas têm sinais
contrários. O efeito da repulsão acontece quando as cargas elétricas dos
corpos eletrizados têm sinais iguais.
No estado natural, qualquer porção de matéria é eletricamente neutra. Isso significa que, se
nenhum agente externo atuar sobre uma determinada porção da matéria, o número total de prótons e
elétrons dos seus átomos será igual.
Essa condição de equilíbrio elétrico natural da matéria pode ser desfeita, de forma que um
corpo deixe de ser neutro e fique carregado eletricamente.
O processo pelo qual se faz com que um corpo eletricamente neutro fique carregado é
chamado eletrização.
A principal fonte geradora de carga eletrostática é o atrito. Uma pessoa quando caminha esta
provocando atrito com o ar. Blusas de lã quando são colocadas e retiradas atritam-se com o corpo
provocando uma carga eletrostática. Dependendo dos materiais em atrito pode provocar um
acumulo de cargas eletrostática, o valor pode chegar á casa dos milhares de volts.
Quando ocorre contato de um corpo carregado com valores elevados com um componente
eletrônico do computador, este pode ser danificado. Isto porque devido a diferença de potencial
ocorre um deslocamento de cargas para o
componente, provocando uma corrente elétrica,
este fenômeno te o nome de Descarga
Eletrostática (eletro Static discharge ESD).
Estudos calculam que dez por cento dos
problemas em equipamentos de informática
estejam relacionados com descarga
eletrostática. Dependendo do valor da descarga
eletrostática. O componente não chega a
danificar-se, mas passa a funcionar de modo
irregular.
Precauções:
a) Segurar as peças sem tocar nos chips
b) Descarregar as mãos em um corpo metálico
O símbolo ao lado direito indica:
CUIDADO: DISPOSITIVO SENSÍVEL A DESCARGAS
ELETROSTÁTICAS.
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ESD podem causar incêndios
Descargas eletrostáticas podem até causar incêndios. Nos Estados Unidos ocorrem cerca de
1000 incêndios em postos de gasolina, todos os anos. Os usuários devem tocar em painéis aterrados
como o indicado acima para descarregarem sua eletricidade estática, reduzindo a chance de
descargas que podem causar incêndios perigosíssimos.
Desastre causado por ESD
O dirigível de Hindenburg pegou fogo no ar
em 1937 devido a uma forte descarga
eletrostática.
Chip danificado
Interior de um chip danificado por
eletricidade estática, isto com um microscópio. Se
simplesmente tocarmos em um chip com as mãos,
podemos causar um estrago como este.
Estragos causados nos chips
Dependendo da intensidade da descarga,
um chip pode apresentar dois tipos de falhas:
a) Falha catastrófica:o chip é danificado
imediatamente. A placa onde o mesmo está
instalado deixa de funcionar.
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b) Falha latente: o chip que recebe uma descarga de média intensidade pode continuar funcionando
normalmente durante dias, semanas ou até meses, até o ponto em que queimará definitivamente. O
chip pode ainda apresentar funcionamento errático, ficando por exemplo, sensível a variações de
temperatura.
Os fabricantes avisam
Cuidado com a eletricidade estática!
O corpo humano pode acumular cargas elétricas em várias situações:
� Andando em um carpete
� Retirando um casaco
� Sentando e levantando de uma cadeira
Todas as peças de computador saem da fábrica embrulhadas em uma embalagem anti-estática, com
etiquetas de advertência.
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Exercícios
1. Quais são as partículas do átomo?
2. O que significa a sigla DDP?
3. Diferencie tensão alternada e tensão continua. (Cite exemplos)
4. A tensão ou corrente elétrica que chega a nossas residências e empresas é do tipo
e as tensões fornecidas por pilhas, baterias e fonte de
alimentação é do tipo .
5. Cite três exemplos de transformação de energia.
6. Unidades de medida:
Tensão Elétrica_________, Corrente elétrica__________, Resistência elétrica ________,
Potência elétrica__________, Frequência elétrica___________.
7. Defina com suas palavras corrente elétrica.
8. Em um equipamento cujo a tensão de alimentação é de 3V, desejo instalar um LED de
2V e corrente de 0,5A qual componente e qual o valor tenho que utilizar para não
queimar o LED
9. Calcule:
E= ? E= 110V E= 220V
R= 470Ω R= 1000Ω R= ?
I= 0,05 A I= ? I = 0.025
10. O motor de partida de automóvel de 12V solicita uma corrente de 50 A. Qual a
Potência do motor de partida?
11. Uma lâmpada tem as seguintes características 110V – 100W. Que corrente esta
lâmpada solicita da rede elétrica, quando ligada?
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12. Calcule
a) P= 4200W I= 2A E= ?
b) P = ? I= 20A E = 110V
c) P = 4000W I= ? E = 220V
13. (Fuvest 2000) UM circuito doméstico simples, ligado a rede de 110V e protegido por
um fusível F de 15 A, está esquematizado ao lado.
A potência máxima de um ferro de passar roupa que pode ser ligado, simultaneamente, a uma
lâmpada de 150W, sem que o fusível interrompa o circuito é aproximadamente?
A- 1100W
B- 1500W
C- 1650W
D- 2250W
E- 2500W
14. Quais são as principais medidas que podemos execultar com o multimetro?
15. Defina eletricidade estática.
16. Quais precauções podemos adotar para previnir problemas com eletricidade estática?
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Eletrônica Básica
Principais Componentes da
Eletroeletrônica
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RESISTORES
Resistores são componentes eletrônicos que criam uma oposição à passagem da corrente
elétrica, ou seja, criam uma resistência elétrica. Note que todo resistor é uma resistência, mas nem
toda resistência é um resistor. Por exemplo, um alto-falante pode ter uma resistência de 8Ω, até
mesmo representado com um símbolo de resistência em um diagrama, mas ele não é um resistor.
Normalmente resistores são construídos à base de carvão ou então à base de um fio enrolado
em volta de um núcleo cerâmico. Este segundo tipo é também chamado resistor de fio. Resistores
de fio normalmente conseguem dissipar uma potência maior e são, portanto, usados em aplicações
onde muita potência seja dissipada no resistor. Na próxima figura vemos o aspecto físico de
resistores e, em seguida, a sua simbologia. Note que podemos representar resistores com o mesmo
símbolo da resistência ou então com um símbolo próprio. Os símbolos contendo uma seta indicam
resistores variáveis, que também estudaremos.
Figura 01. Simbologias do resistor Figura 02. Resistor
POTENCIÔMETROS E TRIMPOTS
Potenciometro são resistores variaveis também chamados reostatos. Sua função é variar o
valor da resistencia dependendo da posição de um cursor central. A sua aparencia fisica nos vemos
na proxima figura.
figura 03. Potenciômetro Aparencia e Simbologia Figura 04. Funcionamento
Os potenciômetros são largamente usados em componentes eletrônicos. O controle de
volume de aparelhos de som e ajustes de aparelhos de TV antigas são efetuadas através de
potenciometros. Os trimpots tem a mesma função do potenciometro, porém eles são usados para
efetuar ajustes internos dentro do aparelho eletrônico, ajuste esse que normalmente não queremos
disponibilizar ao usuario do aparelho.
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Hardware 19
CAPACITORES
Capacitores (que antigamente era chamado de condensadores) são componetes eletrônicos
que possuem duas placas metalicas parelelas (por isso o símbolo do capacitor é formado por dois
traços paralelos). Quando aplicamos tensão elétrica sobre essas duas placas (isto é ligamos essas
placas em uma fonte de alimentação), uma fica carregada positivamente e a outra, negativamente
como os polos opostos se atraem, as cargas positivas que estão de um lado, em uma das placas, irão
ser atraídas pelas cargas negativas, que estão do outro lado, na placa. Ao removermos a tensão (isto
é, removermos a fonte de alimentação), as cargas continuarão lá nas placas do capacitor. Funciona
mais ou menos como a famosa experiencia de esfregar um pente no couro cabeludo e depois vermos
o pente atrair minusculos pedaços de papel (Nunca fez isso? Experimente!).
Figura 05 Simbologia
Ou seja, o capacitor armazena carga elétrica em seu interior. Ele, quando está carregado,
funciona como se fosse uma pilha. É claro que o capacitor não fica carregado para sempre, ele vai
se descarregando sozinho ao longo do tempo — da mesma forma que o pente não fica atraindo
pedaços de papel para sempre. Na Figura 06 nós vemos curvas clássicas de carga e descarga de
capacitores. Como você pode reparar, capacitores se carregam rapidamente e
se descarregam lentamente.
Veja figura 06
.
Quanto maior for a capacitância de um capacitor (isto é, a sua capacidade de armazenar
cargas elétricas), mais tempo ele demorará para se descarregar. A capacitância é medida em uma
unidade chamada Farad e abreviada com E Assim, um capacitor de 10 tF armazena cargas elétricas
por mais tempo que um capacitor de 10 nE Os capacitores normalmente têm capacitância na ordem
de tF para baixo (nF e pF).
O fator que mais influi na capacitância de um capacitor é o material usado entre as suas duas
placas. Esse material é chamado dielétrico. Em nossas explicações anteriores sobre o
funcionamento dos capacitores estávamos assumindo que o dielétrico era o ar — aliás,um péssimo
dielétrico. Capacitores usam como dielétrico cerâmicas especiais ou determinados materiais
químicos, enquanto que as placas normalmente são feitas de alumínio. Alguns capacitores – como
os eletroliticos – possuem várias placas de alumínio intercalados, formando um “sanduiche”,
aumentando a capacitancia do capacitor.
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Os Capacitores são classificados de acordo com o material usado em sua fabricação. Os
tipos de capacitores mais comuns que encontramos são os elétroliticos, os de tântalo, os de
poliéstere os cerâmicos. Contudo, é bom lembrar que esses são apenas alguns dos varios tipos de
capacitor que você pode encontrar em circuitos, sobretudo os mais antigos. Antigamente era comun
os capacitores de papel (isto, é o seu dielétrico era feito de papel) e capacitores a óleo.
Na proxima figura vemos o aspecto fisico de alguns tipos de capacitor, e na seguinte
simbolos usados por capacitores. Há capacitores que são polarizados. Nesse caso, haverá em seu
simbolo a indicação de polaridade. No caso do símbolo que contém uma das placas curvas, a placa
curva indica o pólo negativo do capacitor.
Figura 07.
Capacitores
BOBINAS
Em circuitos de corrente alternada, bobinas criam uma resistencia a passage da corrente
elétrica, chamada REATÂNCIA INDUTIVA. Essa reatância varia de acordo com a freqüência
utilizada. Dessa forma, portanto, bobinas são tradicionalmente usadas como filtros, deixando passar
ou bloqueando determinadas freqüências, assim como com os capacitores.
Para circuitos de corrente continua, uma bobina possui uma resistência proxima de zero,
funcionando como se fosse um fio comun, ou seja, um circuito fechado.
A indutância de uma bobina é medida em uma unidade chamada Henry (H).
Em circuitos de corrente alternada, se o campo eletromagnético gerado por uma bobina for
forte o suficiente, ele irá induzir (isto é, gerar) corrente elétrica em um fio colocado dentro desse
campo eletromagnético. É assim que os transformadores funcionam. O mesmo não ocorre em
circuitos de corrente contínua. Neste tipo de circuito, o campo eletromagnético gerado pela bobina
funciona como um eletroimã.
Figura 08. Imagens e Simbologia
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O tipo de núcleo que uma bobina utiliza altera a sua indutância. Normalmente quando
falamos em bobinas logo imaginamos um fio enrolado, usando o ar como núcleo. É muito comum
encontrarmos também bobinas com núcleo de ferrite (ver Figura 08). Em geral esse núcleo, quando
alterado de posição, altera o valor da indutância da bobina. Assim, é possível construir bobinas
variáveis, que são muito usadas por circuitos de filtro de rádio, por exemplo.
TRANSFORMADORES
Transformadores são duas bobinas enroladas juntas. Como vimos, quando uma tensão alternada é
aplicada a urna bobina, ela consegue gerar corrente elétrica em um fio colocado dentro de seu
campo eletromagnético, caso este seja forte o suficiente. Assim, um transformador funciona
transferindo corrente elétrica de uma bobina (chamada primário) para outra (chamada secundário).
Transformadores comerciais possuem essas duas bobinas enroladas juntas em um núcleo de ferro,
possuindo pelo menos quatro fios, dois para a bobina do primário e dois para a bobina do
secundário. Os transformadores poderão eventualmente ter mais fios.
Figura 09.
Transformadores
DIODOS
Os diodos são componentes eletrônicos que permitem a passagem da corrente elétrica em
um só sentido, bloqueando correntes vindas em sentido oposto. Existem inumeras aplicações para
os diodos, que estudaremos mais adiante na figura 10 nós vemos o aspecto fisico de vários diodos.
Todo diodo tem polaridade. O pólo positivo é chamado anodo e o negativo catodo. Fisicamente
falando, todo diodo possui uma marcação(uma faixa) próxima ao seu catodo (pólo negativo), em
seu simbolo a barra indica o catodo (pólo negativo).
Figura 10. Diodos
Comum
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TRANSISTORES
Os transistores sem duvida alguma são os componentes mais famosos do mundo da
eletrônica. De fato, a invensão e o uso de transistores transformou radicalmente o mundo no século
XX. Vários aparelhos que antes eram gigantescos, pesados e consumiam horrores, por utilizarem
antigos componentes chamados válvulas – tais como aparelhos de TV e rádios – passaram a ser bem
menores, leves, consumir menos, e o melhor de tudo: mais baratos. Outros equipamentos
eletrônicos, antes se quer impensáveis, passaram a ser criados com transistores.
Hoje não há equipamento eletrônico que não use transistores. Mesmo aqueles que utilizam
somente circuitos integrados indiretamente utilizam transistores, já que circuitos integrados são, na
verdade, vários transistores integrados em um único componente, como explicaremos mais adiante.
O modelo matemático teórico para o estudo do transistor é extremamente rico e complexo.
Há vários livros no mercado, muito maiores do que este, explicando somente o funcionamento e as
aplicações dos transistores. Como a proposta deste livro é não apresentarmos contas complexas nem
tampouco perdermos tempo explicando detalhes aprofundados demais, tentaremos ser sucintos na
apresentação desse componente, lembrando, portanto, que nossa explicação estará longe de ser
completa a respeito desse componente. Se você tiver curiosidade para aprender mais
aprofundadamente sobre transistores, recomendamos a leitura de livros que tratam especificamente
sobre esse componente.
Os transistores são construídos com três pedaços de material semicondutor, ligados através
de duas junções PN. Com isso, dois tipos de transistores podem ser construídos: NPN e PNP. Esses
nomes refletem a ordem em que os pedaços de material semicondutor foram ligados internamente.
Como você pode reparar, transistores NPN possuem mais material do tipo N, enquanto transistores
PNP possuem mais material do tipo P. Na próxima figura vemos a estrutura interna dos transistores
NPN e PNP e sua simbologia. Repare que transistores possuem três terminais, chamados emissor,
coletor e base.
Figura11.
Estrutura interna, simbologia e aspecto dos transistores.
Assim como ocorre com os diodos, os transistores são classificados de acordo com o código.
Através desse código podemos ver em manuais genericamente chamados de data sheets as
caracteristicas do transistor. Simplesmente através do código do transistor (por exemplo, B0547,
TIP4 1, 2N3O55 não temos como saber de antemão quais são as características do transistor, já que
elas não estão codificadas nesse código formado por letras e números. No data sheet do transistor
também há a disposição de seus terminais. Ou seja, apesar de todo transistor ter três pernas, saber
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quem é a base, quem é o emissor e quem é o coletor varia de acordo com o transistor, já que a
ordem dos terminais não é padronizada e varia de acordo com o transistor. Mesmo transistores com
o mesmo encapsulamento (isto é, com o mesmo aspecto físico) podem ter diferentes disposições de
terminais, isto é, a ordem dos terminais ser diferente.
CIRCUITOS INTEGRADOS
Circuitos integrados são dispositivos contendo um circuito pronto dentro de um
encapsulamento. São os famosos “chips”. Embora o aspectomais usual dos circuitos integrados seja
a famosa “centopéia preta” (encapsulamento chamado DIP, DualIn Parallel, ou DIL Dual In Line),
circuitos integrados podem ser construídos com uma infinidade de encapsulamentos, como vemos
na próxima figura
Figura 12
Circuitos Integrados
Os circuitos integrados podem ser classificados basicamente em dois tipos: lineares (ou
analógicos) e digitais. Os circuitos integrados digitais são compostos por circuitos lógicos utilizados
na eletrônica digital — tais como portas lógicas, flip-Ilops, contadores, etc. — assunto que não
abordamos neste livro. Já os circuitos integrados lineares são formados por circuitos utilizados pela
eletrônica analógica — eletrônica que vimos estudando ao longo do livro — tais como
amplificadores, osciladores e reguladores de tensão.
A grande vantagem de se usar um circuito integrado é que ele traz, em um só circuito, o que
antes teria necessidade de vários componentes (especialmente transistores, diodos e resistores) para
obter o mesmo resultado. Circuitos integrados amplificadores são o maior exemplo disso.
É claro que seria impossível explicarmos o funcionamento de todos os circuitos integrados
existentes no mercado. Por isso, explicaremos os tipos mais comuns de circuitos integrados lineares,
citando os componentes mais famosos do mercado — aqueles que todos os que entendem de
eletrônica conhecem de cor e salteado.
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Exercícios
1. Qual a função do resistor em um circuito eletrônico?
2. Qual o nome do componente que revolucionou a eletrônica e a informática?
3. Qual o componente que tem uma estrutura parecida com a de uma bateria.
4. Cite duas funções dos capacitores nos circuitos eletrônicos:
5. O que é um LED? Qual a sua função?
6. Defina transformadores e diferencie o transformador rebaixador e o elevador.
7. Quantos terminais tem um Transistor.
8. Quais são os dois tipos de transistores existentes.
9. Cite três tipos de diodos.
10. Qual o tipo de diodo é utilizado na ponte de diodos (ponte retificadora) para a fase
retificação de tensão alternada em continua.
11. Desenhe as simbologias respeitando a sequência dos seguintes componentes:
Resistor, potenciômetro, capacitor, transformador, diodo comum, transistor NPN e PNP.
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Introdução
hardware
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MANUSEIO DE COMPONENTES
Maneira correta de se manusear os componentes
Quando o clima é muito seco, as voltagens estáticas são mais altas (Veja tabela abaixo
umidade e tensão). Quando o clima é úmido, as voltagens são menores, mas ainda sim prejudiciais,
podendo danificar chips e placas.
Em muitas lojas, os módulos de memória são embrulhados com pedaços de plástico com
bolhas. Está errado, este plástico fica facilmente carregado com eletricidade estática e pode
danificar os chips. O correto é usar uma embalagem anti-estática.
Outro fato que ocorre muito em lojas e assistência técnica de informática é o manuseio de
forma incorreta dos componentes. Abaixo segue imagens de como manusear os componentes:
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Placa-mãe
Errado Certo
Disco Rígido
Errado Certo
Memória RAM
Errado Certo
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Instalando Memória
Errado Certo
Processador
Errado Certo
Placas
Errado Certo
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Equipamentos Anti-estáticos
Pulseira Anti-estática
Manta Anti-estática
Sapato Anti-estático Luva Anti-estática
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TIPOS DE MANUTENÇÃO
Tipos de Manutenção: Corretiva e Preventiva
Corretiva : ocorre quando o usuário percebe o defeito e aciona o técnico para corrigir o problema e
fazer com que o micro volte a operar normalmente. Ocorrências comuns: micro não liga; liga mas
não entra Windows; travamento durante a operação; monitor sem imagem; etc..
Preventiva: Intervenção periódica do técnico para inspeção e limpeza dos principais componentes a
fim de se evitar problemas. É uma antecipação ao defeito! Principais pontos: placas mal conectadas,
oxidação nos contatos da bateria ou nos conectores das placas, limpeza de teclado, upgrade, etc...
Áreas de Atuação: Campo e Laboratório
Campo: É o atendimento do técnico no local onde está o micro com “defeito” (nem sempre o
defeito relatado pelo usuário é, de fato, defeito!). É a porta de entrada do técnico no mercado. Não
exige conhecimento em eletrônica uma vez que o técnico somente diagnosticará o defeito ao nível
de placas e as substituirá.
Laboratório : Após a visita do técnico ao usuário e verificar que o problema do micro não pode ser
solucionado “em campo”, o técnico deverá substituir a placa ou o equipamento, a fim de manter o
micro operacional e o usuário satisfeito, e recolher o defeituoso para manutenção no laboratório.
Exige do técnico um vasto conhecimento em eletrônica e informática. Esse nível é, geralmente,
atingido pelos técnicos de campo mais experientes.
FERRAMENTAS
Existem kits de ferramentas para montagem de computadores, desde o mais simples como o
da imagem abaixo até kits mais completos e também mais caros, o que não é de extrema
nescessidade, pois não é nescessário muito para realizar montagem e manutenção em computadores.
Podem ser utilizados também, chaves com varias pontas (Fenda, philips etc.) até parafusadeiras
elétricas.
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INTRODUÇÃO AO HARDWARE
DIVISÃO DO COMPUTADOR
Hardware: todo o equipamento, suas peças, isto é, tudo o que "pode ser tocado", denomina-se
hardware. Alguns equipamentos, como monitor, teclado e mouse são também chamados de
periféricos. Outros exemplos de hardware: memórias, processadores, gabinetes, disco rígido, etc.
Software: consiste na parte que "não se pode tocar", ou seja, toda a parte virtual, onde estão
incluídos os drivers, os programas e o sistema operacional.
PROCESSADOR
Este é o grande pivô da história. O processador, basicamente, é o "cérebro" do computador.
Praticamente tudo passa por ele, já que é o processador o responsável por executar todas as
instruções necessárias. Quantomais "poderoso" for o processador, mais rapidamente suas tarefas
serão executadas.
Todo processador deve ter um cooler (ou algum outro sistema de controle de temperatura).
Essa peça (um tipo de ventilador) é a responsável por manter a temperatura do processador em
níveis aceitáveis. Quanto menor for a temperatura, maior será a vida útil do chip. A temperatura
sugerida para cada processador varia de acordo com o fabricante, com o mecanismo e com o
desempenho. Procure saber com o fabricante qual a temperatura ideal para o seu processador. Se o
valor estiver acima do limite, talvez seja necessário melhorar a ventilação interna da máquina. Para
conhecer a temperatura, fabricantes de placas-mães costumam oferecer programas próprios para
isso. Em muitos casos, também é possível obter essa informação no setup do BIOS (visto no item
placa-mãe, mais adiante).
Vale ressaltar que cada processador
tem um número de pinos ou contatos. Por
exemplo, o antigo Athlon XP tem 462 pinos
(essa combinação é chamada Socket A) e,
logo, é necessário fazer uso de uma placa-mãe
que aceite esse modelo (esse socket). Assim
sendo, na montagem de um computador, a
primeira decisão a se tomar é qual processador
comprar, pois a partir daí é que se escolhe a
placa-mãe e, em seguida, o restante das peças.
O mercado de processadores é
dominado, essencialmente, por duas empresas:
Intel e AMD. Eis alguns exemplos de seus
processadores: Intel Core 2 Duo, Intel Core i7,
Intel Atom (para dispositivos portáteis), AMD
Athlon X2, AMD Phenom II e AMD Turion
X2 (também para dispositivos portáteis).
Abaixo, a foto de um processador.
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MEMÓRIA RAM
RAM significa Random Access Memory (memória de acesso randômico). Nela, os dados se
perdem quando o computador é desligado. Os módulos de memória, também conhecidos como
"pentes de memória", são os responsáveis pelo armazenamento dos dados e instruções que o
processador precisa para executar suas tarefas. Esses dados são fornecidos pelo usuário e/ou
retirados do HD (Hard Disk- Disco Rígido). Existe também uma categoria chamada memória
ROM, que armazena permanentemente os dados. Existe mais de um tipo de memória RAM. Cada
um tem uma forma de encapsulamento e um modo de funcionamento. Atualmente, o tipo de
memória mais usado é o padrão DDR3, cuja imagem é vista a seguir.
DISCO RÍGIDO (HD)
O Disco Rígido, cujo nome em inglês é Hard Disk (HD), serve para armazenar dados
permanentemente ou até estes serem removidos. Fisicamente, os HDs são constituídos por discos.
Estes são divididos em trilhas e, por sua vez, estas são formadas por setores. Os HDs podem
armazenar até centenas de gigabytes.
A velocidade de acesso às
informações dos discos depende, em
parte, da rapidez em que estes giram.
Os padrões mais comuns são de 5.400
rpm (rotações por minuto), 7.200 rpm
e 10.000 rpm.
Para serem usados pelo
computador, os HDs precisam de uma
interface de controle. As existentes
são IDE (Intergrated Drive
Electronics), SCSI (Small Computer
System Interface) e SATA (Serial
ATA ).
A imagem ao lado mostra a
parte interna de um HD. Repare nos
discos (pratos), o local onde os dados
são gravados:
PLACA-MÃE
Este componente também pode ser interpretado como a "espinha dorsal" do computador,
afinal, é ele que interliga todos os dispositivos do equipamento. Para isso, a placa-mãe (ou, em
inglês, motherboard) possui vários tipos de conectores. O processador é instalado em seu socket, o
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HD é ligado nas portas IDE ou SATA, a placa de vídeo pode ser conectada nos slots AGP 8x
ou PCI-Express 16X e as outras placas (placa de som, placa de rede, etc) podem ser encaixadas
nos slots PCI ou, mais recentemente, em entradas PCI Express (essa tecnologia não serve apenas
para conectar placas de vídeo). Ainda há o conector da fonte, os encaixes das memórias, enfim.
Todas as placas-mãe possuem BIOS (Basic Input Output System). Trata-se de um pequeno
software de controle armazenado em um chip de memória ROM que guarda configurações do
hardware e informações referentes à data e hora. Para manter as configurações do BIOS, em geral,
uma bateria de níquel-cádmio ou lítio é utilizada. Dessa forma, mesmo com o computador
desligado, é possível manter o relógio do sistema ativo, assim como as configurações de hardware.
A imagem abaixo mostra um exemplo de placa-mãe. Em (A) ficam os conectores para o
mouse, para o teclado, para o áudio, etc. Em (B), o slot onde o processador deve ser encaixado. Em
(C) ficam os slots onde os pentes de memória são inseridos. (D) mostra um conector IDE. Em (E) é
possível ser os conectores SATA. Por fim, (F) mostra os slots de expansão (onde pode-se adicionar
placas de som, placas de rede, entre outros), com destaque para o slot PCI Express 16x (azul) para o
encaixe da placa de vídeo.
PLACA DE VÍDEO
Eis outro importante item em um computador. Cabe à placa de vídeo gerar tudo o que vai
aparecer em seu monitor de vídeo, como imagens de jogos e de aplicações, efeitos, etc. Hoje, tem-
se uma imensa variedade de placas, porém, as marcas mais conhecidas desse segmento são a AMD
(após esta comprar a ATI) e a NVIDIA, duas fortes concorrentes. Na verdade, ambas produzem o
chip gráfico ou GPU (uma espécie de processador responsável pela geração de imagens,
principalmente em aplicações 3D). Quem produz as placas são outras empresas, como MSI, Zotac,
ECS, Gigabyte, Asus, entre outras.
É possível encontrar no mercado placas-mãe que possuem placas de vídeo onboard, isto é,
onde o vídeo é fornecido de maneira integrada. Essa característica permite economia de gastos,
Montagem
Anna Lapini
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porém pode afetar o desempenho do computador, motivo pelo qual esse tipo de hardware é indicado
apenas para computadores destinados a atividades básicas.
As placas de vídeo antigas usavam o slots PCI e AGP. Hoje, o padrão é a tecnologia PCI
Express (PCI-E).
DRIVES DE DISQUETE E CD-ROM/DVD
Os drives de disquete são itens que caíram em desuso, ou seja, é muito raro encontrar no
mercado computadores que utilizam esse dispositivo. O disquete consiste em uma espécie de capa
quadrada que protege um disco magnético que suporta até 1,44 MB. Por oferecer pouco espaço para
armazenamento de dados e por sua fragilidade, esses discos perderam sua utilidade.
O drive de CD-ROM/DVD é, basicamente, o dispositivo que lê CDs e/ou DVDs. Hoje é
comum ter aparelhos leitores de CDs/DVDs que também fazem gravação de dados. Tempos atrás, o
mercado contava apenas com leitores e gravadores de CD. A seguir, uma lista dos diferentes tipos
de drives de disco existentes:
CD-ROM: serve apenas para ler CDs.
CD-RW (gravador): serve para ler e gravar CD-Rs e CD-RWs.
CD-RW + DVD (combo): serve como leitor de CD-ROM e de DVD, além de gravador de CDs;
DVD-RW (gravador): esse drive é um dos mais completos, pois lê e gravas CDs, assim como lê e
grava DVDs.
A imagem a seguir mostra um drive leitor de DVDs:
Note que, embora em quantidade menor, também é possível encontrar computadores equipados com
unidades Blu-ray.
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MONITOR DE VÍDEO
Semelhante a uma TV, é responsável por transmitir as informações visuais do computador.
Por muito tempo, a tecnologia mais usada nos monitoresfoi o CRT (Cathode Ray Tube), que hoje
perdeu espaço para a tecnologia LCD (L iquid Crystal Display) e LED (Diodo Emissor de Luz).
Os monitores mais comuns encontrados no mercado oferecem telas em tamanhos que vão de
17" a 23" (lê-se o símbolo " como polegadas), em formato widescreen (mais largo). Hoje em dia, é
muito mais vantajoso ter um monitor com pelo menos 19", uma vez que a diferença de preços em
relação a modelos menores é pequena.
A imagem abaixo mostra um monitor LCD widescreen:
GABINETE
O gabinete é uma caixa metálica (e/ou com elementos de plástico) vertical ou horizontal,
que guarda todos os componentes do computador (placas, HD, processador, etc). Geralmente
encontrados nas cores bege e preta, cada vez mais surgem modelos que possuem algum tipo de arte,
isto é, que contam com cores, luzes e outros elementos chamativos. Muitas vezes, são os próprios
usuários que elaboram esses enfeites. É o chamado case modding.
No gabinete, fica localizada também a fonte de alimentação, que serve para converter
corrente alternada em corrente contínua para alimentar os componentes do computador. Assim, a
placa-mãe, os drives, o HD e o cooler, devem ser ligados à fonte. As placas conectadas nos slots da
placa-mãe recebem energia por esta, de modo que dificilmente precisam de um alimentador
exclusivo. Gabinetes, fontes e placas-mãe precisam ser de um mesmo padrão, do contrário, acaba
sendo praticamente impossível conectá-los. O padrão em uso atualmente é o ATX.
Os gabinetes verticais podem ser encontrados em 3 tipos básicos:
Mini Tower: pequeno, possui apenas 3 baias (visto na imagem abaixo);
Mid Tower: médio, possui 4 baias;
Full Tower: grande, com mais de 4 baias.
As baias são aquelas "gavetinhas", no português vulgar, localizadas na parte frontal do
gabinete. Nos espaços das baias é que drives de CD, DVD e outros são encaixados.
Nos gabinetes, ainda é possível encontrar os seguintes itens:
- Botão TURBO (apenas em gabinetes antigos)
- Botão RESET
Montagem
Anna
Lapini
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- Botão ou chave para ligar o computador (POWER)
- LED de POWER ON
- LED indicador de modo turbo (apenas em gabinetes antigos)
- LED indicador de acesso ao disco rígido (indica que o disco rígido está sendo acessado)
- Display digital para indicação de clock (apenas em gabinetes antigos)
PERIFÉRICOS GERAIS
Para finalizar, falta ainda citar o teclado e o mouse. Obviamente, o teclado serve para a
digitação, porém, ele também pode ser usado em jogos e em combinações de teclas para acesso
rápido a determinados aplicativos. Há inclusive vários modelos de teclados que fogem ao padrão
convencional e adicionam recursos extras no acesso a diversos tipos de aplicações.
Os mouses, dispositivos que servem para guiar uma seta (cursor) na tela do computador,
também são itens essenciais. Há, basicamente, dois tipos de mouse: o de "bolinha", que usa uma
esfera para movimentar o cursor (em desuso); e o mouse óptico, que faz a movimentação da seta
por meio de laser, tecnologia que oferece mais precisão à captação de movimentos.
Mouses e teclados costumam
ser conectados ao computador por meio
de portas chamadas PS/2 (número 1, na
imagem abaixo). Mas estas estão
caindo em desuso, dando lugar às
conexões USB, que também servem
para conectar câmeras digitais, MP3-
players, pendrives, impressoras,
scanners, etc. Algumas placas-mães
sofisticadas oferecem também entradas
Firewire, muito utilizadas para a
conexão de HDs externos e filmadoras
digitais. Antigamente, mouses
utilizavam conectores seriais (número
3, na imagem abaixo), teclados faziam
uso de uma porta denominada DIM e
impressoras e scanners usavam uma entrada chamada paralela (número 2, na imagem ao lado).
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Exercícios
1. De que forma devemos manusear as placas eletrônicas?
2. Diferencie manutenção preventiva e corretiva.
3. Quais são os dois principais fabricantes de processadores.
4. Qual o padrão de memória RAM mais utilizado atualmente.
5. Qual a tecnologia de discos rigidos mais utilizada atualmente?
6. Qual a função da placa-mãe.
7. Qual a função da placa de vídeo.
8. Cite a função dos itens abaixo:
a- CD-ROM:
b- CD-RW (gravador):
c- CD-RW + DVD (combo):
d- DVD-RW (gravador):
9. Qual a função do monitor e quais as tecnologias existentes.
10. Defina gabinetes.
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Introdução
Inform ática
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BREVE HISTÓRICO DA INFORMÁTICA
A história da informática confunde-se com a própria história humana, concebendo-a como
sendo a ciência da informação.
Os primeiros instrumentos que o ser humano utilizou para facilitar os cálculos foram, sem
dúvida, os dedos das mãos. Essa "ferramenta" era suficiente para a época, pois as operações
aritméticas a serem efetuadas eram muito simples.
Com a evolução da sociedade em que vivia, o homem deparou-se com situações que
envolviam cálculos cada vez maiores e complexos. Dessa necessidade surge o primeiro instrumento
criado especialmente para auxiliar a realização dos cálculos: o Ábaco, que foi utilizado durante
5.000 anos e ainda hoje, vem sendo, com algumas modificações em determinados lugares do
mundo, como no Japão, China, União Soviética, entre outros.
Na continuidade das invenções, seguem ainda: em 1642 a Pascaline, máquina de cálculos de
Pascal, que era capaz de somar e subtrair por meio de engrenagens mecânicas. Em 1671 a máquina
de calcular de Leibnitz, que adicionou à máquina de Pascal os recursos de multiplicação e divisão.
Outro inventor importante nesse processo de evolução, foi Charles Babbage, que em 1823
projetou a "máquina diferencial" e em 1834 a máquina analítica; embora elas não tenham sido
concluídas, inspiraram uma série de equipamentos desenvolvidos anos depois. Por essa
colaboração, foi considerado o pai dos computadores.
Em 1880 Herman Hollerith criou uma máquina para tabular o censo nos EUA. Foi a
primeira utilização de cartão perfurado. O sucesso com os resultados obtidos, levou Hollerith a
procurar generalizar o uso dela para aplicações comerciais.
Posteriormente seria criada a International Business Machines Corporation, a IBM,
conhecida até hoje.
Em 1906 nasce a eletrônica moderna e ela possibilitou o processamento, a comunicação e o
armazenamento de dados, o que antes era pouco viável através do mecanismo eletro-mecânico.
Neste ano Lee De Forest, engenheiro americano, inventa a válvula eletrônica.
O primeiro grande computador eletrônico apresentado em 1946, foi o ENIAC. Funcionava
com 18.000 válvulas eletrônicas, pesava 30 toneladas e tinha o tamanho de uma sala com 180 m2.
Foi projetado durante o curso da segunda grande guerra, com o objetivo de calcular tábuas de
bombardeamento e disparo. Foi desenvolvido em 1943 por John Mauchly e J. Presper Eckert, na
Universidade da Pensilvânia.
O transistor em 1947 viria causar o verdadeiro salto na eletrônica, substituindo a válvula;
uma verdadeira revolução. Deve-se à ele através da miniaturização dos componentes eletrônicos, o
surgimento dos primeiros computadores científicos e comerciais. Precisamente em 1964, algumas
indústrias americanas se movimentam rumo a produção do circuito integrado (CI), que a grosso
modo,Mais conteúdos dessa disciplina
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