Informática (Notas)

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Conceitos fundamentais de informática

Como o computador chegou ao que é hoje

Informática: tratamento da informação usando computadores e demais dispositivos de processamento de dados.

Computar: significa contar/medir, calcular e obter resultados.

Computadores analógicos: Ábaco, máquina de cálculos (Pascaline), termômetro, balança, barômetro bafômetros.

Computadores digitais: equipamentos eletrônicos que manipulam informações através de pulsos elétricos que, no conceito mais superficial, podem assumir apenas dois valores: 0 (zero) e 1 (um).

Equipamento elétrico: utilizam a energia elétrica apenas para alimentação, ex.: ventilador, lâmpada.

Equipamento eletrônico: se alimenta da mesma energia e a manipula de forma que ela nos permita obter “respostas inteligentes”, ex.: TV, rádio, computador.

Computadores eletrônicos (Gerações)

Válvulas: em 1940 as forças armadas dos EUA criaram uma máquina com milhares de válvulas (componente responsável pela manipulação adequada da energia) para fazer cálculos, chamado ENIAC.

Transistores: criado a partir de semicondutores (componentes estruturais baseados no silício), que permitem que a energia elétrica trafegue em um único sentido sendo mais barato e simples de usar.

Circuito integrado (Chips): Juntou diversos desses componentes em uma única pastilha minúscula, diminuindo, em muitas vezes, o espaço necessário para montar um computador.

Escala de Integração Muito Grande (VLSI): Chips mais “densos” com mais de 10.000 transistores em sua composição.

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Hardware

A parte física do computador

(Hardware = componentes físicos, peças, dispositivos etc.).

Os principais tipos de computadores

Mainframe: computador de grande porte, normalmente utilizado para gerenciar grande quantidade de fluxo de dados.

Minicomputador: computadores menores que os mainframes, usados em “trabalhos” que os microcomputadores não conseguiam fazer, como os de efeitos especiais em filmes.

Microcomputador: é o equipamento que todos nós usamos.

Aspecto externo de um computador

Composto por:

Monitor

Teclado

Mouse

Gabinete

Componentes básicos do computador

CPU Memória principal

' '

------------ Barramentos ------------

' '

Memórias Dispositivos de E/S

auxiliares

CPU – Unidade Central de Processamento

Executa (processa: calcular, contar, contextualizar e transformar) as instruções (comandos) dos programas, e são comercializadas em um único componente eletrônico físico (chip) conhecido como microprocessador ou processador.

Memórias

Onde é possível armazenar informações.

Memória principal: guarda as informações utilizada naquele momento por programas comunicando a todo momento com a CPU, fazendo o computador funcionar. É fabricada na forma de pequenas placas de circuitos (chamadas pentes ou módulos) contendo chips (circuitos) de um tipo físico de memória chamado RAM.

Memórias auxiliares/ Memórias secundárias/ Memórias de massa: as informações conseguem ficar gravadas por tempo indeterminado tendo vários formatos e tamanhos. Ex.: CDs, DVDs, HDs, disquetes e pendrives.

Dispositivos ou periféricos de E/S (Entrada/Saída)

São os equipamentos que permitem a comunicação entre a CPU e o usuário.

Dispositivos de entrada: permitem a comunicação no sentido usuário para CPU. Ex.:teclado, mouse, scanner e câmera.

Dispositivos de saída: permitem a comunicação no sentido CPU para usuário. Ex.: monitor, impressora, projetor e placas de som e vídeo.

Dispositivos híbridos: permitem que informações entrem ou saem da CPU. Ex.: modem, responsável pela comunicação do computador com uma linha telefônica convencional, a fim de dar acesso à Internet.

Barramentos

É uma via de comunicação compartilhada interligando todos os componentes do micro, porém apenas um equipamento por vez pode utilizar o barramento para transmitir dados. Se um computador fosse projetado sem barramentos, haveria uma conexão CPU memória principal; CPU discos; teclado CPU; CPU monitor e por aí vai. O barramento serve para diminuir o número de interconexões no computador, a fim de simplificar e deixar mais barato o projeto do micro.

Barramento de Sistema/ Barramento Interno/ System Bus)

O barramento de sistema interliga diretamente a CPU com a memória principal.

Barramentos de Expansão/ Barramentos de entrada ou saída

Existem para ligar os periféricos aos barramentos de expansão que utilizam os controladores de E/S para gerenciar e enviar comandos para o barramento de sistema. Cada barramento de expansão (são vários) tem um controlador específico.

Onde Estão os Barramentos?

Os barramentos são parte integrante da placa-mãe, sendo que ela não é um circuito (chip), e sim uma placa de circuitos (uma estrutura de resina e metal que permite a montagem de diversos chips).

Funcionamento básico do micro (finalmente)

1º Entrada das informações: é o momento em que uma informação qualquer é inserida no sistema, objetivando a CPU. Ex.: momento da digitação. Claro que a entrada das informações acontece em dispositivos de entrada.

2º Processamento das informações: é o momento em que a CPU desempenha sua função de receber (buscar), entender (decodificar) e realizar ações (executar) com a informação que chegou.

3) Armazenamento das informações: é a guarda dessas informações em uma memória (na maioria dos casos, a memória principal). Uma vez armazenada em alguma memória, a informação já pode sair sem prejuízo ao funcionamento do micro.

4) Saída das informações: é o envio da informação, devidamente processada, para um dispositivo de saída (como o monitor, impressão, som...).

Lidando com informações digitais

Equipamento analógico: manipula a eletricidade variando-a de forma contínua e irregular. Ex.: falar ao telefone, a voz é transformada em pulsos elétricos bastante irregulares que assumem diversos valores, como 0 volt, 1,2 volt, 4 volts, -3 volts, -8 volts etc. A eletricidade sendo manipulada analogicamente pode assumir qualquer valor entre o mínimo e o máximo.

Equipamento digital: faz a eletricidade variar em valores definidos, como, por exemplo, apenas entre o máximo possível e zero (um ou outro), portanto, todas as informações manipuladas neles são consideradas apenas pulsos elétricos digitais.

A Linguagem Digital/ Binária – Zeros e Uns

Utiliza apenas dois caracteres (dois símbolos) para representar todas as informações possíveis, formada apenas por 0 (zero) e 1 (um). Que, combinados de maneiras diferentes, podem significar qualquer letra, número ou caractere que conhecemos.

Código de Caracteres

Na década de 60/70 cada fabricante de computador tinha sua própria regra de definição de caracteres binários e para que não houvesse confusão foi criado um código universal para padronizar a linguagem chamada de ASCII.

O código ASCII usa oito zeros e uns (bits) para representar cada caractere (o que totaliza 256 combinações diferentes).

O Unicode, que vem sendo cotado como principal substituto do ASCII, já atribui 16 zeros e uns a cada caractere, possibilitando até 65.536 diferentes combinações permitindo a representação de todos os caracteres árabes, ideogramas orientais de vários alfabetos, símbolos especiais recentes etc.).

A criação do código de caracteres Unicode não aposentou o ASCII; eles convivem pacificamente nos computadores da atualidade. Porém, Outros tipos de dados de computador com que estamos acostumados, como fotos, sons e vídeos, são representados de forma binária também, mas não são baseados no ASCII nem no Unicode.

Representando Outros Tipos de Dados

Se tratando de texto (em ASCII), a informação 01000010 quer dizer B maiúsculo! Mas se a mesma informação digital for parte de uma foto, esses 01000010 podem ser, um pixel verde ou amarelo... e em uma música em MP3, esse mesmo código pode ser um trecho de uma nota musical tocada de um solo de guitarra, por exemplo. Mas todas os dados são representados de forma binária.

Bits e Bytes – Unidades de Medida

Cada caractere (cada zero ou um) é chamado bit (dígito binário), um conjunto de oito bits é chamado byte (termo binário) ou octeto. Ex.: 0 = bit ou 1 = bit; 01100111 = byte. Um conjunto de 4 bits (“meio byte”), dá-se o nome de nibble (ou semiocteto). Portanto, esse termo representa unidades de medida de informações digitais.

Ex.: a palavra CASA tem quatro caracteres (letras). Em ASCII, essa palavra é armazenada em 4 bytes distintos (ou seja, ocupa 4 Bytes). Cada caractere de texto é gravado em um único byte:

C = 01000011

A = 01000001

S = 01010011

A = 01000001

Um byte serve para armazenar uma letra. No código Unicode, para armazenar um caractere, é necessário gastar dois bytes.

Todas as memórias de um computador têm sua capacidade medida em bytes. Ex.: discos rígidos, DVDs, cartões de memória, memória principal, pen drive...

A representação através de B (“B” maiúsculo) significa byte. O bit é representado pela letra b (“b” minúsculo). As siglas Mb ou mb não são sinônimos de megabyte, o certo é MB.

Lembre-se também: se alguma questão lhe fornecer um valor em bytes e requisitar o valor correspondente em bits, basta multiplicá-lo por oito; se, por outro lado, lhe fornecerem um valor em bits e quiserem em bytes, divida-o por oito:

30 Bytes = 240 bits

32 bits = 4 Bytes

Os componentes do computador

Microprocessador

É um chip (circuito eletrônico) bastante complexo que possui a capacidade de processar (calcular) as informações que recebe e também, executar os programas (ou seja, as instruções dos softwares são obedecidas pela CPU).

Marca e modelo

Duas fabricantes:

Intel: responsável pelos processadores Celeron, Core 2 Duo, Core i3, i5 e i7, além do Xeon.

AMD: é a responsável pelo Sempron, Phenom, Turion e Opteron.

Clocks (frequências)

Os processadores possuem um pequeno cristal de quartzo que, quando alimentado de energia elétrica, gera uma onda compassada e regular, chamada clock (ou frequência), que são medidas em Hz (Hertz): 1 Hz = 1 ciclo por segundo (ou, se você preferir, 1 acontecimento por segundo). Se algo acontece a 10 KHz, é porque se repete 10 mil vezes por segundo. Se a frequência for de 800 MHz, significa que gera 800 milhões de ciclos por segundo. Clocks maiores permitem a realização de mais operações por segundo, o tornando mais veloz. Porém, clock não é velocidade, é apenas um dos fatores que determinam a velocidade final de um processador.

Clock Interno

É usado pelos componentes internos do processador para realizar o ato do processamento das informações em si. Clocks internos altos não são garantias de processadores mais rápidos. Muitos outros fatores são importantes para se medir o “poder” de um processador.

Clock Externo

É a frequência que o processador usa externamente, ou seja, para se comunicar com o barramento do sistema (e, consequentemente, com os demais componentes do micro), possuindo uma frequência bem menor que o clock interno. Antigamente, o clock externo era anunciado, em processadores da Intel como sendo FSB (Front side bus – Barramento Frontal) e pelos da AMD como Barramento HT (Hyper Transport).

Relação Clock Interno/Clock Externo

O clock externo é o ritmo usado pelo processador para se comunicar com o restante do computador (em outras palavras, é o clock do barramento).

O clock interno, por sua vez, é o clock usado pelos componentes internos do processador (ou seja, é o clock da CPU propriamente dito), como a memória cache e os registradores. E ele é derivado (múltiplo) do clock externo.

Quem define o clock externo (e, por conseguinte, o interno) é o chipset da placa-mãe, ou seja o valor do multiplicador é definido pelo usuário, na placa-mãe, quando o micro é montado. Não é o processador que decide o multiplicador, ele apenas “obedece” às definições descritas na placa-mãe (essa é a relação entre eles).

Aumento da Frequência – Overclocking

Pode aumentar em média 20% a frequência de um processador que já vem definido em sua fabricação. Sendo necessário ter acesso ao programa básico que configura a placa-mãe (setup) e, em alguns casos, até abrir o gabinete para fazer mudanças físicas diretamente nos componentes da placa-mãe. Porém, isso pode fazer com que o processador trabalhe a uma temperatura muito superior aos limites dele, fazendo-o travar constantemente e inviabilizando seu uso.

Memória cache

É apenas uma memória intermediária de natureza elétrica (assim como a memória principal) que armazena uma cópia de informações mais rapidamente, sendo também fabricada com chips de memória RAM (para ser mais exato, chips de memória SRAM – RAM estática –, um subtipo da RAM).

Etapas:

1) Quando a CPU precisa de uma informação, ela pergunta, primeiramente, à cache se esta possui tal informação. Se a cache já tem a informação desejada dentro de si, ela é fornecida à CPU, que a recebe e a processa. Quando a CPU encontra uma informação na memória cache, damos a isso o nome de cache hit (algo como “acertou na cache”).

2) Se a memória cache não possuía a informação solicitada pela CPU, ela se vê obrigada a comunicar-se com o barramento, a fim de achar a informação na memória principal. Esse é um caso de cache miss (que significa “faltou na cache”).

3) A CPU trará a informação da MP e a guardará na cache para que, na próxima vez em que aquela informação for requisitada, a CPU a busque da cache, levando muito menos tempo do que o que seria gasto se a busca fosse feita na MP.

4) Depois disso, a informação finalmente será entregue à CPU

Nos processadores atuais, há duas memórias cache, ambos os níveis são fabricados dentro do processador e:

Cache L1 (nível 1): é a parcela da memória mais próxima do núcleo da CPU, construída com circuitos de memória SRAM (RAM estática) mais complexos e mais rápidos que a memória cache L2, sendo a primeira parte da cache consultada pela CPU. Quando se ler “a cache L1 tem latência mais baixa que a cache L2”, está correto! Latência diz respeito ao tempo que leva a informação para ir da memória cache à CPU. Como as latências das caches L1 são menores (sendo mais rápidas) que as caches L2 (afinal, tempo menor significa velocidade maior).

Cache secundária/cache L2 (nível 2): é formado por circuitos de memória SRAM (assim como a L1) menos rápidos, até mesmo porque essa parte da cache está mais afastada (fisicamente) do núcleo da CPU.

Cache L3 (também chamada de terciária): não é tão comum sendo mais provável encontrá-lo em chips de processadores mais rápidos, usados, normalmente, para computadores servidores de rede.

Outras características

Conjuntos de Instruções do Processador

Uma instrução é uma “ordem” que o processador consegue entender e todas as ordens que são dadas são entendidas como um conjunto sequencial de instruções simples.

x86: conjunto básico de instruções compreendido por todos os processadores para PC. Se uma empresa fabricar um processador que não se baseie nessas instruções, ele não funcionará para PCs (ou seja, nada de Windows ou Word nele). Ex.: processadores para celulares e outros dispositivos portáteis.

Da Intel:

Conjunto MMX (Extensões para Multimídia): para os processadores Pentium (em 1996) com a finalidade de acelerar o processamento em programas que trabalham com imagens, vídeos e som.

Pentium 3: que recebeu um conjunto de instruções chamado SSE para concorrer diretamente com o 3D-Now! da AMD.

Pentium 4: ganharam um conjunto de instruções chamado SSE2 que aproveita todo o poder do processador. Nos novos modelos a Intel lançou o conjunto de instruções SSE3.

Quando um conjunto de novas instruções ou recursos é adicionado a um processador, muito provavelmente todos os processadores posteriores serão dotados daquele mesmo conjunto de instruções.

Da AMD:

Processadores K6 e sucessores: o conjunto de instruções 3D-Now! que continha 21 novas instruções e acelerava o processamento em programas que utilizavam ambiente tridimensional e para compactação de áudio e vídeo.

Para que as novas instruções dos processadores atuais representem um ganho significativo de desempenho, é necessário que os programas (Sistemas Operacionais, Jogos, Aplicativos etc.) sejam preparados para elas. Ou seja, não adianta comprar aquele processador CHEIO de novas instruções se os programas atuais não as utilizam.

Para que um programa esteja “apto” a utilizar perfeitamente os recursos de um processador, é necessário que este programa tenha sido programado (escrito) ou compilado (traduzido) já levando em consideração a existência de tais instruções (ou seja, o programador tem que ter usado, no meio do seu programa, algumas das instruções novas).

RISC x CISC

Outra diferença de classificação entre os processadores é quanto à quantidade e o tipo de tais instruções.

CISC (Computadores com um Conjunto Complexo de Instruções): base da nossa computação, com um conjunto grande de instruções, algumas delas até desnecessárias ou redundantes, que realizam diversas operações. O problema é: quanto mais instruções, mais complexo ele é, tornando-se, menos rápido, precisando de vários ciclos do clock do processador para serem totalmente executadas.

RISC (Computadores com um Conjunto Reduzido de Instruções): são mais velozes com um conjunto de poucas instruções, apenas as mais básicas, usadas em maior quantidade. Conseguem, mesmo com poucas instruções, fazer o mesmo que processadores com maiores quantidades de instruções, usando na maioria dos casos, um único ciclo de clock para cada instrução.

Os processadores de nossos computadores pessoais (Intel e AMD) são híbridos das tecnologias RISC e CISC, que entende os programas construídos para CISC e quebra suas instruções para enviar ao núcleo apenas as instruções RISC simples.

Atualmente, nossos processadores estão atingindo poder de processamento semelhante, ou até mesmo superior, aos processadores exclusivamente RISC. Ex.: Core i7 e o Xeon da Intel e o Phenom e o Opteron da AMD).

Palavra do Processador

A palavra de um processador é, basicamente, a quantidade de informação que ele pode manipular de uma única vez, (outro fator que determina a velocidade do processador). Ex.: processador de 32 e 64 bits.

Quando um processador é de 64 bits (atualmente, todos os fabricados), o barramento de dados ligado a esse processador tem condições de transmitir 64 pulsos elétricos simultaneamente (64 bits de uma única vez, ou seja, 64 fios/ linhas de transmissão). Além disso, o processador, internamente, tem condições de manipular todos esses 64 bits (chamamos essa “medida” de PALAVRA do processador) de uma só vez.

Para que um processador de 64 bits possa usar todo o seu “potencial”, é necessário que o programa que o controlará (o sistema operacional) e os programas secundários (aplicativos como o Word e o Excel) tenham sido feitos para 64 bits: é necessário que os programas tenham sido escritos (compilados) para a linguagem de máquina de 64 bits.

Quantidade de Núcleos de Execução

A busca por elaborar o “melhor processador” fez com que a indústria aumentassem cada vez mais o clock interno das CPUs, tornando-as mais rápidas e mais quentes até literalmente derreterem.

Portanto, a melhor forma de aumentar o poder de processamento de uma CPU foi aumentar o número de cérebros do processador – ou número de núcleos que são um conjunto central de circuitos eletrônicos microscópicos, chamado núcleo de execução (ou simplesmente core). É onde os programas (como o Windows, o Word e o Excel) realizam suas tarefas.

A briga por processadores multicore (muitos núcleos) começou com os processadores dual core (com dois núcleos). Tanto a Intel quando a AMD já fabricam processadores dual core há alguns anos. Hoje, porém, os processadores que mais chamam a atenção do mercado são os que até quatro a oito núcleos (octa core).

Litografia (ou Tecnologia de Miniaturização) de Fabricação

Atualmente, os processadores estão diminuindo de tamanho físico e, ao mesmo tempo, aumentando de complexidade (número de componentes), já saindo da faixa “microscópica” para a medição em escala de décimos de mícrons. A maioria dos processadores atuais é fabricada em tecnologia de 32nm (ou, se preferir, 0,032 mícron) que representa 1 metro dividido por um milhão (10-6 metro) e já se fabricam componentes medindo-os em nanômetros (nm), que é 1 metro dividido por 1 bilhão (10-9 metro).

Processadores da família Intel

Principais modelos:

Intel Core i3: Encontrado em ultrabooks, notebooks e desktops mais baratos sendo bom para quem irá trabalhar com operações mais simples, como digitar textos e planilhas. Fabricado com dois núcleos (dual core) e possui 3 MB de Cache L2, normalmente. Há vários submodelos com clocks que variam de 2 GHz a 3.3 GHZ. A segunda geração já é fabricada em 32nm e conta com placa gráfica (placa de vídeo) integrada ao processador (ou seja, não é necessário possuir uma placa de vídeo no computador, pois o próprio processador é capaz de gerenciar as imagens desta máquina diminuindo a quantidade de equipamentos extras na placa-mãe).

Intel Core i5: Produzidos em micros desktop de médio porte e laptops de uso geral com 2 e 4 núcleos/ 3 e 6 MB de Cache L2/ clock vão de 2.1 GHz a 3.8 GHz/ alguns com litografia de 22 nm (nanômetros). Possui controlador de vídeo (placa gráfica) e alguns modelos são dotados das tecnologias Intel Turbo Boost e Intel vPro.

Intel Core i7: Mais rápido e mais potente de todos sendo criado para quem trabalha com edição de vídeos e fotos ou quem joga aqueles games 3D mais potentes. Possuem: quatro núcleos (quad core) / 8 MB de cache/ clocks que variam de 2.5 GHz a 3.9 GHz/ em 22 nm/ recursos como Intel Turbo Boost e Intel vPro, além de possuírem HT (tecnologia Hy per Threading) / versão especial chamada Extreme Edition para os viciados em jogos pesados.

Intel Atom: Muito pequeno e econômico usado em netbooks, tablets e smartphones. Não é muito potente, mas é muito adequado ao que se destina. Consumo de energia extremamente baixo, fazendo durar as baterias por mais tempo.

Intel Xeon: Criado especificamente para o mercado de servidores (computadores que ficam 24 horas por dia ligados nos centros das redes de computadores). Com 30 MB de memória cache (alguns modelos) e até 10 núcleos (deca core), os processadores Xeon (fala-se Zíon) pode fazer multiprocessamento sendo possível montar computadores com vários processadores Xeon em paralelo.

Termos do universo Intel

MMX: Multimedia Extensions (Extensões para Multimídia): conjunto com algumas instruções feitas para manipular vários dados simultaneamente em que um processador será capaz de tratar mais de um dado por vez em sua unidade lógica e aritmética. Essencial para transformar o computador numa máquina multimídia (para vídeo, som e imagem) e hoje em dia equipa todos os processadores da Intel.

HT – Hyper Threading: Tecnologia que, através do acréscimo de circuitos e instruções ao núcleo da CPU, faz simular a existência de dois núcleos de processamento. O HT traz ganhos reais da ordem de 20% em comparação aos processadores sem esse recurso. Porém, só será totalmente aproveitado se os programas usados forem compatíveis com essa tecnologia. Ex.: alguns modelos de Core i7 possuem quatro núcleos + HT, e, neste caso, o Windows os “enxerga” como oito processadores diferentes (é uma ilusão, já que o HT não é exatamente uma “duplicação”).

EM64T – Intel 64: A Intel não foi pioneira na utilização de processadores de 64 bits (AMD começou muito antes). Ela criou uma série de instruções e mudanças estruturais nos chips para que estes pudessem, ao mesmo tempo, executar programas de 64 bits e manter compatibilidade com os programas de 32 bits, tecnologia chamada de EM64T ou Intel 64 (termo mais usado agora). Mesmo comprando um processador com EM64T, ele só atingirá todo o seu desempenho possível quando estiver executando programas de 64 bits (especialmente o sistema operacional).

Execute Disable Bit – Bit de Desativação de Execução: Recurso relativamente novo na Intel e na concorrente (a AMD, só que com outro nome). Consiste em um recurso de segurança dos próprios processadores que impede que uma aplicação qualquer (como um vírus, por exemplo) possa escrever dados em áreas específicas protegidas da memória principal. Só será plenamente habilitado se o sistema operacional for condizente com essa tecnologia, já que é com a ajuda do sistema operacional que se definem as áreas onde se pode ou não executar instruções. É bastante útil para evitar os chamados ataques de buffer overflow (sobrecarga de pilha), que é uma técnica muito usada por certos tipos de malware (programas maliciosos) para afetar a estabilidade de um sistema, culminando no seu travamento, em alguns casos extremos.

Processadores da família AMD

Considerações iniciais

Atualmente, é mais conhecida pela fabricação de chips de vídeo (para placas de vídeo) que de processadores. Após ter comprado uma empresa famosíssima deste segmento (a ATI), a AMD passou a assinar a fabricação das placas de vídeo Radeon.

Os principais processadores da AMD

A Família Phenom: Traz inúmeros modelos com diferentes Clocks e características usada em vários computadores pessoais Desktop e Laptop. São famílias de produtos legados (antigos, embora ainda possivelmente vistos) da AMD os processadores Sempron e Athlon. Eles são anteriores aos Phenom.

Tecnologia Vision – A Nova “Onda” da AMD: ela comprou, há alguns anos, a empresa ATI, fabricante das famosas placas de vídeo Radeon e fundiu seu antigo “mercado” com o seu novo “produto”, criando processadores (CPUs) que têm a capacidade de gerenciar, também, as imagens que o computador constrói. Isentando o micro de necessitar de uma placa de vídeo em si, trazendo mais velocidade aos programas e atividades que usam vídeo. Nova “realidade” chamada de Vision e os processadores passam a ser chamados de APU (Unidade de Processamento Acelerado). (Mas só a AMD chama assim).

Placa-mãe

É a principal placa de circuitos de um computador estando encaixado os principais componentes de um computador, como o processador, memória principal e os discos, tendo de ser feita para o modelo específico de processador que se deseja instalar nela, pois os processadores têm tamanhos e formatos de encaixe diferentes.

Soquete: ‘local” onde as CPUs são encaixadas na placa-mãe.

Slots: para plugar os componentes aque têm um formato de fenda, ou “rachadura” (os mais compridos e finos).

Porta: quando o conector é usado “externamente” ao gabinete (ou seja, ele pertence à placa-mãe, mas, quando montado no gabinete, aparece do lado de fora deste), chamamos normalmente de porta. Ex.: “portas USB” onde ligamos nossos pen drives.

Conector: termo genérico para os outros formatos diferentes.

Os conectores não teriam a mínima função se não estivessem ligados a uma estrutura para transmitir os dados dos equipamentos a eles encaixados, é aí que entram em cena os barramentos. Os barramentos de expansão são, precisamente, aqueles ligados aos slots (e portas) de expansão, que são os conectores usados para ligarmos os periféricos de entrada/saída e os discos existindo vários tipos de slots de expansão porque, claro, há vários tipos de barramentos de expansão.

Chipset: (ou conjunto de chips) é uma dupla de circuitos integrados presente na placa-mãe de um computador, composto por dois chips principais: a Northbridge e a Southbridge (respectivamente Ponte Norte e Ponte Sul), com dissipadores de calor instalados sob eles. Basicamente, todas as informações que trafegam entre os diversos componentes do computador têm de passar pelo chipset.

Northbridge: é o chip mais importante: é a ela que estão ligados, diretamente, a CPU (o processador), a memória principal e os barramentos de expansão mais rápidos (Atualmente, o PCI-Express).

Southbridge: responsável por controlar os diversos barramentos de expansão com menor velocidade, como o IDE (antigamente), o USB, o PCI e o SATA (para discos). Além, também, de possuir o circuito controlador da placa de som (caso esta seja fabricada na própria placa-mãe – isto é, caso seja onboard).

O chipset é o barramento de sistema! Na verdade, a ideia do barramento de sistema como uma estrada real que interliga todos os componentes do computador é apenas histórica. Hoje em dia é o chipset que faz essa interligação – ele possui, dentro de si, o barramento do sistema e os controladores dos barramentos de expansão.

Controlador de memória integrado à CPU

Atualmente, a Ponte Norte não é mais responsável pela comunicação entre CPU (processador) e Memória Principal (RAM). Essa conversa, na verdade, é feita diretamente! É o que se chama de “CPU com controlador de memória integrado”. Ou seja, os circuitos que “controlam” a conversa com a memória principal estão dentro (integrados) do próprio corpo da CPU. O caminho que liga a CPU à Memória Principal dá-se o nome de Barramento da Memória (um componente da placa-mãe, também!). Desta forma, a Ponte Norte fica um tanto “limitada” a tarefas como: fazer a comunicação da CPU com a placa de vídeo e com os barramentos de expansão mais velozes.

Memórias

Podem ser classificadas por seus tipos (tecnologias de fabricação) ou por suas funções (aplicações de uso no computador).

Classificação pelo tipo de memória

Memória RAM (Random Access Memory – Memória de Acesso Aleatório): É uma memória eletrônica (ou seja, composta por circuitos eletrônicos) que armazena informações eletricamente e por isso não conseguem manter os dados nelas guardados depois que o computador é desligado, portanto, foi feito para guardar informações apenas enquanto o micro estiver funcionando. Temos dois tipos:

DRAM (RAM Dinâmica): são memórias mais simples (e, mais baratas). São feitas com circuitos baseados em capacitores (pequenos componentes que armazenam carga elétrica). Como os capacitores armazenam carga, eles funcionam como baterias recarregáveis e precisam, o tempo todo, ser recarregados precisando de uma frequente (várias vezes por segundo) realimentação das cargas de seus microcapacitores. Essa recarga constante é chamada refresh (realimentação). Isso serve para que os capacitores com carga elétrica (estado 1) não as percam (esvaziem), ficando no estado 0. Se qualquer bit armazenado em uma memória RAM simplesmente mudasse de estado, a confiança naquela memória seria perdida. Chips de memória DRAM são usados em grande quantidade nas memórias principais dos computadores.

SRAM (RAM Estática): essas memórias são mais complexas de fabricar e, por isso, são mais caras. As memórias SRAM são muito mais velozes que as DRAM (apesar do nome) e são usadas quando a exigência de velocidade é prioridade. Ex.: nas memórias cache e nos registradores da CPU). Não necessitam de refresh, pois não utilizam capacitores em sua estrutura. Possuem circuitos lógicos semicondutores (que consomem bem menos energia). Esses circuitos armazenam 0 e 1 por meio da variação dos estados físicos de seus componentes, e não através de cargas elétricas; portanto, não perdem as informações nelas contidas (a menos que se desligue o micro, claro).

Subtipos da Memória DRAM

SDRAM: comum na década de 1990, com uma característica nova: o fato de seu clock (frequência) ser sincronizado com a placa-mãe, ou seja, quem determinava o clock em que a memória iria trabalhar era o chipset. Ela evoluiu, transformando-se, anos mais tarde, naquela que conheceríamos como DDR-SDRAM (Double Data Rate – SDRAM, ou SDRAM com Dupla Taxa de Dados), uma memória que duplicava a transferência de Dados entre CPU e memória principal usando o mesmo clock da SDRAM. Hoje em dia, convivemos com a memória DDR3 como mais comum. Antes desta, porém, convivemos alguns anos com a DDR2, sucessora da DDR original. E já é possível encontrar, porém, algumas placas-mãe com slot para a nova geração da memória DDR: a DDR4. A cada nova geração da memória DDR, a velocidade (taxa de transferência) duplica (em média), ou seja, para fins gerais, a DDR3 é duas vezes mais rápida que a DDR2.

Memória ROM (Read-Only Memory – Memória Somente para Leitura): São memórias fabricadas na forma de circuitos eletrônicos integrados (chips) como as memórias RAM, mas ela não perde o conteúdo que está gravado em seu interior, mesmo quando não há energia alimentando-a. Isso porque os dados da ROM são gravados com os dados que terá de armazenar durante toda a sua existência já na fábrica. Nenhum dado pode ser alterado, apagado ou adicionado da ROM. Isso garante que o equipamento sempre vai funcionar segundo o que está programado em seu sistema básico.

Firmware (intermediário entre software e hardware): são os programas básicos, ou códigos de programação escritos pelo fabricante que determina o funcionamento de um equipamento de hardware gravados na memória ROM (ou em variantes dela).

E se um equipamento contem falhas nos firmwares? Por causa disso, as memórias ROM deram origem a outros tipos de memórias (todas elas não-voláteis):

PROM (Programable ROM – ROM Programável): consiste em chips que são vendidos sem dados e que podem ser gravados apenas uma única vez se tornando inalteráveis. Essas gravações acontecem em equipamentos especiais (os gravadores de PROM) e são feitas por pessoal especializado.

EPROM (Erasable Programable ROM – ROM Programável e Apagável): é capaz de receber dados gravados num gravador de PROM, mas pode ser apagada caso se deseje regravá-la, sendo exposta à luz ultravioleta por certo tempo. Por causa desse sistema “estranho” de apagamento, os chips desse tipo de memória são dotados de uma janela de vidro que dá acesso ao núcleo da memória. Incidindo luz UV nessa janela por alguns minutos, o conteúdo da EPROM é completamente limpo.

EEPROM (Electrically Erasable Programable ROM – ROM Programável e Apagável Eletricamente): pode ser apagada e gravada várias vezes, sem a necessidade de raios UV. Todo o processo de apagamento e de gravação acontece eletricamente, dentro dos chips. A gravação e o apagamento da memória EEPROM devem ser realizados de bit em bit. Não é possível apagar o conteúdo em vários bits simultaneamente, portanto, sua velocidade não é sua melhor característica.

Memória flash (ou FEPROM – Flash EPROM/ EEPROM NAND): podem ser gravadas e apagadas diversas vezes, sem necessidade de aumento da corrente elétrica para apagá-la ou gravá-la e o processo de gravação é feito em blocos (vários bits de uma só vez), o que a torna mais rápida. Usado em: cartões de memória de máquinas fotográficas digitais, memórias de tocadores portáteis de MP3, as memórias dos celulares (para armazenar as agendas e compromissos), em drives acopláveis às portas USB do computador, os chamados Drives Flash USB (ou pen drives).

Memórias Magnéticas

Algumas memórias usam ímãs para armazenar informações, comum em: fitas cassete, fitas de videocassete, disquetes e os discos rígidos. Todos os equipamentos que usam memórias magnéticas são regraváveis.

Memórias Ópticas

Baseada em superfícies que refletem luz, são mais baratas e, por isso, muito usadas atualmente, como: discos de CD, DVD, HD-DVD e Blu-Ray. Como a tecnologia óptica de armazenamento de dados é um tanto limitada (quanto às operações que se podem realizar com tais discos), há alguns discos graváveis, mas também há discos que não podem ser regravados.

Classificação das memórias por sua função no micro

Memória Principal

Memória Principal Não Volátil: guarda os primeiros programas a serem carregados (executados) quando o micro liga. Está presente na própria placa-mãe na forma de um chip de memória ROM (ou variantes). Seu conteúdo é um pequeno firmware (programa básico) chamado BIOS. Sem ele, seu micro não funcionaria.

Memória Principal Volátil (ou Memória de Trabalho): é fisicamente composta por pentes de memória RAM (aqueles SDRAM, DDR ou DDR2 que vimos anteriormente).

Os programas que usamos (chamados softwares), como os sistemas operacionais e os aplicativos, são gravados em memórias auxiliares (como o HD) e ficam lá enquanto não são usados. Quando, o usuário executa esses programas (coloca-os para funcionar), eles são copiados para a memória principal (a RAM) e lá ficam até o usuário desligar o computador ou fechar os programas.

A memória principal (a RAM), tem de ter capacidade suficiente para armazenar todos os programas e dados que o usuário vai utilizar naquele exato momento. Quanto maior a capacidade da memória principal, mais programas o usuário poderá abrir sem se preocupar com o espaço.

A memória principal é muito mais rápida que as memórias auxiliares (como o HD e os disquetes), mas é mais lenta que memórias como os registradores e a cache.

Memória Virtual

Quando não há memória principal real suficiente para abrir todos os programas que o usuário deseja, o Windows, responsável por gerenciar a MP, simplesmente “pede emprestado” um pouco de espaço da maior de todas as memórias: o HD.

Esse “espaço alugado” será interpretado pelo Windows (e por qualquer outro sistema operacional) como parte complementar da memória principal (ou memória física), mesmo dentro do HD. A esse recurso dá-se o nome de memória virtual.

Quando começa a usar demais a memória virtual, o computador começa a deixar de trabalhar com uma memória rápida (a RAM física) e passa a usar uma memória dezenas de vezes mais lenta (o HD, onde a virtual é criada) caindo o desempenho.

Existem várias técnicas de se fazer memória virtual. Cada sistema operacional usa a que foi programado para usar:

• Paginação: é dividida em pequenos blocos chamados páginas e têm sempre o mesmo tamanho (ou seja, são independentes do tamanho dos programas a serem executados na memória) podendo ser gravado “espalhado” por diversas páginas diferentes em posições diferentes da memória principal. A divisão da memória principal (considerando-a toda: física + virtual) em pedaços, um programa poderá estar gravado parte na memória física e parte no disco (virtual).

• Segmentação: é dividida em blocos chamados segmentos que têm tamanho variável. Isso significa que programas maiores (com mais instruções) são armazenados em segmentos maiores na memória e também são gravados de forma “espalhada” na memória permitindo que partes do programa estejam gravadas na memória física e na memória virtual.

• Troca (Swapping): funcionam de forma mais “arcaica”, pois um programa não pode estar simultaneamente no disco e na memória física. Quando um programa estiver no disco e for necessário, ele é totalmente trazido para a memória física (RAM), num processo que chamamos de swap in. E se há na memória RAM algum programa que já não está sendo tão requisitado, para dar lugar aos programas que vêm, ele terá de ser levado (totalmente) para o disco (swap out). Os momentos em que seu computador simplesmente “para”, e mostra aquela ampulheta na sua tela é o momento da troca.

Memórias Auxiliares (Memória Secundária)

As informações (programas ou dados do usuário) são armazenadas na forma de blocos de dados chamados arquivos. Os arquivos são identificados por nomes específicos e são listados em compartimentos chamados diretórios (pastas). As mais importantes:

Disco Rígido (HD ou Winchester)

Memória magnética de grande capacidade para armazenar todos os programas e arquivos do usuário.

Formados por vários discos metálicos sobrepostos, que giram ao redor de um eixo e são lidos (e gravados) por pequenos dispositivos magnéticos (chamados cabeças de leitura/gravação) que com o estímulo certo nas cabeças de leitura/gravação, eles reorganizam os pequenos ímãs em sua superfície para que se posicionem no intuito de fazer significar 0 (zero) ou 1 (um).

São muito velozes se comparados a outros dispositivos de memória secundária (como disquetes, CDs e DVDs), mas são dezenas de vezes mais lentos que a memória principal, pois precisam de um processo mecânico de acesso aos dados gravados em seus pratos (os discos metálicos.

Para aumentar a velocidade de acesso aos dados neles contidos, os discos rígidos possuem uma memória cache (não é a mesma memória cache do processador, chamada de cache do disco), que é uma pequena quantidade de memória DRAM (normalmente 32 MB, mas já há discos com 64 MB e até 128 MB) que armazena conjuntos de dados recentemente acessados para que, quando forem requisitados novamente, não seja necessário buscá-los nos discos, girando-os mecanicamente (quanto mais cache de disco, mais rápido será o HD).

Atualmente, porém, temos outro tipo de disco rígido todo feito com memória flash (FEPROM) chamados de SSD (Solid State Disks – Discos de Estado Sólido), sendo mais veloz, silencioso e consumindo menos energia elétrica (30% menos), pois não tem partes mecânicas móveis (o acesso é todo feito eletronicamente, como qualquer memória flash). Em suma, ele é como um “grande pen drive” fixo dentro do seu computador. Porém o custo dessa nova tecnologia é muito mais caro.

Disquete de 3 ½ Polegadas (disquete convencional)

É um disco feito de material plástico bastante flexível gravadas de forma magnética. Tem capacidade “oficial” de armazenamento de 1,44 MB (megabytes). Porém, quando formatados (preparados para uso) no Windows, apresentam apenas 1,37 MB de capacidade útil. Normalmente, o valor exigido pelas bancas examinadoras é o primeiro (o “oficial”), mas quando o Cespe/UnB, deve-se considerar seu tamanho real, 1,37 MB.

CD (Compact Disk)

Disco plástico que possui uma superfície capaz de refletir a luz onde se armazena os dados. O equipamento que lê o CD (CD player ou drive de CD) possui um canhão que dispara um feixe fino de laser que deverá ser refletido ao equipamento por essa superfície legível. Essa superfície é formada por alguns “buracos” chamados pits (poços), que são feitos em baixo relevo na superfície mais alta, chamada land (solo). A distribuição desses pits e a forma como eles são “cravados” na estrutura do CD representam os 0 (zeros) e 1 (uns) das informações gravadas neles.

Tipos de CDs:

• CD-ROM: já sai de fábrica com dados gravados não sendo possível ter seu conteúdo alterado pelo usuário.

• CD-R (CD Gravável): possui uma camada fina de resina em sua superfície gravável que será “queimada” pelo laser do equipamento gravador de CD. Essa “queima” cria áreas com características diferentes de reflexão do laser imitando os pits e lands (ou seja, não têm pits e lands, mas possuem áreas que refletem a luz de forma diferente entre si).

Uma vez gravado um dado no CD-R, ele não poderá ser apagado, pois o entendimento de “gravar várias vezes”, para as bancas é de que um CD-R pode ser gravado por partes – cada “parte” seria uma gravação diferente. Quando se grava um CD-R, não se é obrigado a gravá-lo por completo: podemos gravar uma pequena parte (digamos, uns 10%) e, depois disso, gravar os outros 90% em outras oportunidades, sempre somando ao que já se tinha. (Não se grava por cima do que já se tinha anteriormente, processo chamado de multissessão).

O gravador de CD tem dois tipos de raios laser: o mais forte serve para gravar (queimar a resina) e o mais fraco serve apenas para ler o CD (mesmo raio usado para ler o CD-ROM).

• CD-RW (CD Regravável): pode ser gravado e apagado diversas, utilizando uma mistura de componentes químicos (prata, telúrio, antimônio e índio) em sua superfície gravável que, em seu estado normal, é cristalina sólida (consegue refletir o laser leitor com várias áreas de diferentes capacidades e que se parecem com pits e lands) e que simplesmente se torna líquida quando aquecida pelo laser do equipamento gravador (é o momento do “apagamento” do CD-RW).

Não pode ser apagado parcialmente (como os discos magnéticos ou memórias flash). O CD-RW só pode ser apagado em sua totalidade (formatação). Os programas gravadores de CD e DVD querem, a todo custo, fazer as memórias ópticas serem tão simples de gravar e desgravar como as memórias magnéticas ou as flash. Mas isso não é possível. O seu “arquivo anterior” ainda está gravado no CD (seja R ou RW). O “novo arquivo” foi gravado em uma sessão posterior (uma nova “prestação”) e foi criada uma nova tabela de alocação no CD que aponta para o novo arquivo e simplesmente ignora a existência do anterior. Ou seja, os dois arquivos existem e ocupam espaço no seu CD. Você só acessará o mais novo deles, dando-lhe a impressão de que realmente este substituiu o anterior.

Os CDs (de qualquer tipo) são gravados em espiral, e não em círculos concêntricos, por isso, é preferível que se tenha uma elevada quantidade de dados para gravar de uma única vez que gravar diversas vezes.

Equipamentos que trabalham com CDs:

• Leitor de CD (Drive de CD): permite apenas que um CD com dados (ou música) seja lido, não sendo possível fazer gravações, não sendo mais vendido.

A velocidade de leitura de CDs de música (que desde a década de 1980 continua a mesma) é de 150 KB/s, essa foi a velocidade ideal encontrada para a leitura de música. Os dados de computador podem ser lidos com velocidade bem maior que essa, assim como nos CD-ROM e afins. Existem leitores de CD para computador a 60x (que significa 60 x 150 KB/s – ou 9.000 KB/s).

• Gravador de CD: conseguem além de ler CDs de vários tipos, a gravar CD-R e CD-RW e, claro, apagar CD-RW. A velocidade de gravação de CD-R é sempre menor que a velocidade de leitura, e a velocidade de gravação de CD-RW sempre é menor que a de gravação do CD-R.

Buffer Underrun: consiste no gravador não possuir os dados necessários para fazer a gravação (a memória temporária do gravador, chamada Buffer, esvazia e fica sem dados para gravar no disco). Isso faz com que o gravador passe a queimar o CD sem nenhum dado, ou simplesmente pare de queimar e, em ambos os casos, isso pode inutilizar o disco.

DVD – Digital Versatile Disk

É um disco óptico, como o CD, porém, com uma capacidade de armazenamento sete vezes maior. Fisicamente, os DVDs são muito parecidos com os CDs (em diâmetro e espessura). Mas os pits e lands do DVD são mais próximos e bem menores. Eles podem ser assim porque os lasers dos equipamentos de DVD são mais finos que os lasers disparados pelos equipamentos de CD. Claro que um equipamento que lê DVD consegue ler perfeitamente um CD, mas o contrário não é verdade.

As velocidades de leitura de um disco de DVD também podem variar de equipamento para equipamento. Já há leitores de DVD de 20x que é de 1,3 MB/s (cerca de 9 vezes a velocidade de 150 KB/s dos CDs). Então, um “x” de DVD vale 9 vezes um “x” do CD.

Tipos de DVD:

• DVD-ROM: são de filmes e de programas de computador que já vêm de fábrica gravados com dados não podendo ser alterados.

• DVD-R, DVD+R: semelhantes ao CD-R, eles podem ser gravados várias vezes (em multissessão), mas não podem ser apagados.

• DVD-RW, DVD+RW: semelhantes ao CD-RW, podem ser gravados e apagados diversas vezes, mas apagados só em sua totalidade. Lembrem-se: não dá para apagar apenas uma parte destes discos.

Diferença entre –R e +R? E –RW e +RW: Briga da indústria, alguns fabricantes apostam que os formatos –R e –RW são ideais. Outros fabricantes, porém, decidiram investir na família “+”. Um gravador de DVD-R (e –RW) não pode gravar (pelo menos não oficialmente) DVDs dos tipos +R e +RW e vice-versa. Mas há inúmeros equipamentos “toca tudo” e “grava tudo” à venda.

• DVD-RAM: criados, primordialmente, para o mercado de vídeo (filmadoras digitais) e para os gravadores de DVD domésticos, que gravam conteúdo da TV. Esse DVD é regravável (inclusive parcialmente), o que o torna um forte concorrente dos DVD-RW e DVD+RW. O grande problema é o custo elevado desta mídia e nem todo gravador de DVD para computador é compatível com DVD-RAM. Ao contrário de todos os demais tipos de DVD e CD, que gravam dados de forma espiral (uma única linha que começa no meio do disco e vai até a borda), os DVD-RAM usam círculos concêntricos, de forma bem semelhante ao que acontece nos HDs e disquetes.

• DVD+R DL (DVD DL (“Dual Layer” – “Dupla Camada”) ou DVD9): é composto por duas camadas de gravação sobrepostas numa mesma face (num único lado), e possuem uma capacidade de 8,5 GB (quase o dobro da capacidade dos DVDs normais). Para a gravação é necessário que o gravador seja específico para essa operação (atualmente, todo gravador de DVD, praticamente, já é DL).

Equipamentos usados para leitura e gravação de DVDs:

• Leitor de DVD (Drive de DVD): consegue apenas ler discos de DVD e CD.

• Drive Combo: consegue ler e gravar discos de CD, mas só consegue ler discos de DVD (não os grava).

• Gravador de DVD: consegue ler e gravar discos de CD e DVD. Porém, esses equipamentos gravam, normalmente, apenas uma família de DVDs (ou +, ou –).

BD (Blu-ray Disc ou Blu-ray)

É um disco óptico, com capacidades de até 54 GB (se for de duas camadas) ou até 27 GB (se for de camada simples). Só é possível ler ou gravar um BD se o computador possuir um equipamento específico para esta tecnologia (drive de BD, ou leitor de BD).

Tipos de discos:

• BD-ROM: já vem gravado de fábrica, seu conteúdo só pode ser lido.

• BD-R: pode ser gravado várias vezes. Não pode ser apagado.

• BD-RE: é regravável. Pode ser gravado e apagado várias vezes.

Memória Flash USB (Pen drive)

Dispositivo de memória flash (regraváveis em blocos, pouco consumo de energia, memória não volátil de qualidade, boa velocidade de gravação e leitura) que pode ser acoplado a qualquer porta USB no computador. Já se podem encontrar facilmente com até 128 GB de capacidade (isso vai aumentar), mas os mais comuns são os de capacidades em torno de 4 GB a 16 GB.

Fitas Magnéticas (Fitas para Backup)

São fitas (cartuchos plásticos que contêm fitas enroladas, como as fitas de videocassete) magnéticas e, por isso, totalmente regraváveis. (Tudo que for magnético é regravável). Muito usadas em ambientes corporativos, para os quais a realização de backups (cópias de segurança guardando informações importantes e se alguma coisa acontecer com esses dados no local original onde se encontram, recupera-se o conteúdo deles contido nessas fitas) é imprescindível e deve ser feita constantemente. Fita DAT é apenas um dos modelos de fitas usado no mercado (um subtipo) podendo chegar a dezenas de gigabytes de capacidade, como a DAT-160, que armazenam até 80 GB e as DAT-320, que conseguem armazenar centenas de gigabytes.

Dispositivos de entrada e saída

Teclado (entrada)

Permite a inserção de dados através da digitação. O teclado que usamos atualmente (na verdade, que sempre foi usado, desde a época das máquinas de datilografia) é chamado QWERTY em alusão à distribuição das primeiras letras na primeira linha do teclado. Apesar de ser um padrão internacional, a disposição das teclas do teclado em QWERTY é um pouco diferente de país para país, portanto, é possível que haja incompatibilidades entre certos programas e teclados. Aqui no Brasil, os teclados que apresentam a tecla de Ç (cedilha) são chamados teclados ABNT (por seguirem as normas descritas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas). Há outro layout muito diferente na posição das próprias letras do alfabeto, conhecido como DVORAK.

Monitor (saída)

A principal característica é o tamanho de sua tela, medido de forma semelhante à televisão. Atualmente são comuns os monitores de 15, 17, 19, 20, 23 e até 30 polegadas). Essa medida refere-se à diagonal da tela do monitor.

Tipos:

Monitor de CRT (tubos de raios catódicos): emite sinais luminosos graças ao disparo de raios eletromagnéticos (os tais “raios catódicos”) originados de um canhão na parte traseira do equipamento. Esse “canhão” é conhecido como emissor de elétrons (ou arma de elétrons). Não são mais encontrados atualmente no mercado. Nos monitores coloridos (ou seja, todos atualmente), três feixes eletromagnéticos são disparados: um vermelho, um verde e um azul. Essas três cores são consideradas as cores primárias em um monitor e são suficientes para, misturadas, exibirem qualquer cor que conseguimos enxergar num monitor.

Monitores de LCD (tela de cristal líquido): constroem a imagem por meio de células retangulares na tela que deixam a luz passar quando recebem sinais elétricos. Essas células são compostas de material líquido que se cristaliza quando recebe alimentação elétrica e são dispostas de três em três (nas cores primárias: vermelho, verde e azul) e juntas formam o que chamamos de pixel (embora esse termo seja usado para definir também cada quadradinho que forma a imagem digital no computador).

Matriz passiva (antigos): eram lentos (para redesenhar os pixels), com pouco contraste (era difícil identificar detalhes na imagem) e apresentavam um ângulo limitado de visão (normalmente, a imagem só era percebida com perfeição quando se olhava de frente para ele).

Matriz ativa (chamados de TFT – Thin Film Transistor – Transistor de Película Fina): usado atualmente, com qualidade de imagem superior (maior contraste e melhores cores), mais rápidos (menor tempo de resposta e redesenho da tela) e apresentam ângulos de visão mais amplos (permitem ver a imagem do monitor mesmo quando não se olha diretamente para ele).

Atualmente, a tecnologia do cristal líquido (LCD) está dando lugar à tecnologia de LED (diodos emissores de luz) ou OLED (LED Orgânico, uma variação da original) e têm seu funcionamento muito semelhante ao dos monitores de LCD.

Frequência Horizontal e Frequência Vertical

O monitor precisa ficar o tempo todo “redesenhando” a imagem (sobrepondo uma imagem à anterior). Isso é necessário porque quando a imagem muda, as cores que os pixels apresentam têm de mudar, e mesmo num trabalho excessivamente estático (como uma janela do Word o tempo todo fixa, com o mesmo conteúdo durante minutos), a tela é redesenhada o tempo todo.

Para isso o monitor utiliza dois movimentos: um que faz os feixes de raios catódicos se moverem da esquerda para a direita repetidas vezes e outro que os faz se moverem de cima a baixo, também repetidas vezes. Ao movimento em ziguezague descendo damos o nome de varredura (é justamente o movimento que é analisado para descrever se um monitor é entrelaçado ou não entrelaçado).

Frequência horizontal: movimento do feixe da esquerda para a direita. Essa frequência, atualmente, é de cerca de algumas mil vezes por segundo (50 KHz, 60 KHz, 80 KHz).

Frequência vertical ou taxa de atualização da tela: mede quantas vezes por segundo o feixe desenha a tela de cima até a base. Quando o feixe atravessa a tela de cima para baixo ele simplesmente a desenhou por completo (da esquerda para a direita perto de mil vezes). Então, a frequência vertical é muito menor (da ordem de mil vezes menor) que a frequência horizontal – hoje é comum configurar nossos monitores para usarem uma frequência vertical da ordem de 60, 75 ou até 85 Hz (ciclos por segundo).

Resolução

É a contagem dos pixels (Picture Element – Elemento da Imagem, pequenos quadradinhos que formam a imagem que a gente vê na tela) que estão sendo apresentados naquele momento no monitor. Não é qualidade de imagem.

Não costumamos dizer “a tela está apresentando uma imagem com 480.000 pixels”. Em vez disso, o jeito comum de se referir à resolução pela quantidade de pixels na largura x quantidade de pixels na altura. Como em 800 x 600.

As resoluções mais facilmente encontradas em computador são (ou foram):

• VGA: 640 x 480 (a resolução mais baixa) – não é mais utilizada;

• SVGA: 800 x 600 (para os padrões atuais, já está sendo considerada baixa) – era a mais comum até bem pouco tempo atrás;

• XGA: 1.024 x 768 (pesquisas recentes apontam essa como a mais comum atualmente);

• SXGA: 1.280 x 1.024 (normal nos monitores de LCD de 17 polegadas);

• UXGA: 1.600 x 1.200 (ainda bastante incomum, mas existe).

Todas essas resoluções têm proporção de 4:3 (4 de largura por 3 de altura). Essa é a proporção para as telas que não são widescreen (largura grande, ou “tela de cinema”), que tem a resolução de16:9 (16 por 9) ou, em alguns casos, 16:10. Os valores de 1.280 x 720 (HD) e 1.920 x 1.080 (Full HD) são as mais comuns resoluções de alta definição widescreen.

A quantidade de pixels que vemos na tela é gerada pela placa de vídeo, não pelo monitor! Mas o monitor atua como um limitador dessa imagem, determinando qual será a resolução máxima que ele suporta. Portanto, você poderá usar resoluções muito altas se sua placa de vídeo conseguir desenhá-las e se seu monitor conseguir suportá-las.

O que acontece quando se aumenta ou diminui a resolução?

Resumo sobre resolução (sequência de causa-efeito):

Resolução = Quantidade de pixels / ↑ = maior / ↓ = menor.

↑ Resolução

↑ Quantidade de pixels

↓ Tamanho dos pixels

↓ Tamanho dos objetos da tela (ícones, janelas, menus, letras etc.)

↑ Área útil da tela (área de trabalho)

Se uma dessas setinhas se inverter, todas as outras também irão se inverter!

Mouse (entrada)

Equipamento que movimenta o ponteiro na tela que em uma superfície plana seus sensores (que podem ser mecânicos (usam uma pequena esfera “bolinha” em sua base para captar os movimentos) ou ópticos que usam um sensor luminoso permitindo maior precisão) enviam sinais elétricos desse movimento, e o computador os traduz em movimentos da setinha na tela.

Há outros tipos de “dispositivos apontadores”:

• Touch Pad: usado em notebooks normalmente, é uma superfície sensível que registra o toque do usuário para servir de indicativo do movimento a ser realizado.

• Track Ball: é uma espécie de “mouse de cabeça para baixo”. Nesse dispositivo, o usuário movimenta a esfera e o dispositivo fica parado em relação à superfície.

• Tablet (mesa digitalizadora): é um equipamento em que se usa, normalmente, uma caneta especial para “escrever” sobre uma superfície sensível ao toque. Essa superfície pode, ou não, exibir imagens (ou seja, atuar como monitor, também, que nesse caso se trata de um dispositivo de entrada e saída).

Impressora (saída)

Equipamento que permite que nossos trabalhos sejam postos no papel é a impressora.

Modelos:

• Impressora matricial: sua técnica de impressão se dá por meio de “agulhas” dispostas em uma matriz. Essas agulhas “batem” numa fita (como na máquina de datilografia), e essa fita, por sua vez, é empurrada contra o papel. Neste tipo de impressão, há contato físico com o papel. São pobres em qualidade de impressão, normalmente muito lentas e extremamente barulhentas. Não sendo usado para fins doméstico e corporativo podendo ser encontradas em caixas de supermercados (aquelas que imprimem as notas de compra, para notas fiscais e duplicatas para copias carbonadas).

• Impressora jato de tinta: são as mais comuns hoje em dia. Seu sistema de impressão se baseia em pequenos reservatórios de tinta (cartuchos) que “cospem” a tinta em pontos definidos do papel. A grande maioria das impressoras jato de tinta consegue imprimir em cores.

Diferença entre as chamadas cores primárias:

RGB (vermelho, verde e azul): cores primárias de emissão, usadas pelos dispositivos de vídeo (monitor, TV etc.). A partir dessas três cores, qualquer tonalidade pode ser conseguida.

CMYK (ciano, magenta, amarelo e preto): cores primárias de impressão, usadas pelos dispositivos que imprimem informações. A mistura correta dessas quatro cores permite conseguir qualquer outra tonalidade numa impressão.

• Impressora laser: utiliza um feixe de raio laser para desenhar o objeto a ser impresso em um rolo coberto com um pó chamado tonner. O rolo, por sua vez, se aproxima do papel, e a parte que foi desenhada pelo laser se “prende” no papel devido a uma repulsão por parte do rolo. Depois de “imprimir” no papel, a superfície do rolo passa por uma lâmpada “apagadora” de modo que seu conteúdo seja limpo para mais um giro em que se repetirá o processo. A maioria das impressoras laser possui apenas uma cor (preto), mas existem impressoras laser coloridas (já estão se tornando mais comuns, apesar de seu preço mais elevado) que compensam pelo custo da impressão (o reservatório de tonner consegue imprimir muito mais páginas que um cartucho de tinta).

Características importantes:

Resolução: medida em DPI (pontos por polegada). Quanto mais DPI, mais qualidade terá o documento impresso. As resoluções mais comuns hoje em dia são 300 DPI e 600 DPI, mas existem alguns modelos de impressoras que conseguem imprimir até 2.800 DPI.

Velocidade: existem impressoras (laser) que conseguem, atualmente, imprimir cerca de 20 PPM (páginas por minuto). Mas a grande maioria não chega nem perto disso (as jato de tinta são muito mais lentas). As impressoras matriciais são tão mais lentas que sua velocidade é medida em CPS (caracteres por segundo) ou LPS (linhas por segundo).

Scanner (entrada)

Usado para capturar dados impressos e transformá-los em dados digitais de imagem. Sua resolução máxima também é medida em DPI e quanto maior a resolução de um scanner, mais qualidade poderá ter a imagem capturada.

Um scanner possui resolução óptica (que é, efetivamente, a resolução do equipamento a qual se deve analisar na hora de comprar) e uma resolução intercalada, que é, digamos assim, “melhorada” por software, ou seja, não é real.

Tudo o que o scanner captura é entendido como imagem, mesmo que a página capturada contenha apenas texto e para poder formatá-los é preciso de um programa de OCR (Reconhecimento Óptico de Caracteres) para resolver esse problema. Quando compramos um scanner, normalmente ele é acompanhado de alguns programas (edição de foto, melhorias das imagens e OCR).

Dispositivos leitores de código de barras (também chamados de “scanners” de código de barras) são, também, dispositivos de entrada! Normalmente na forma de “pistolas” (scanners de “mão”).

Há muitos códigos “de barras” e em outros formatos para registrar informações numéricas e textuais. Os códigos de barras (literalmente, em formato de barras verticais) é usado para registrar, normalmente, números (informações numéricas, como preços, códigos de produtos etc.). Já o QR Code (Código QR) é um “código de barras 2D”, que pode ser lido por qualquer dispositivo (celular, smartphone, tablet) que possua uma câmera fotográfica ou scanner e um programa adequado (note: tem que ter um programa capaz de ler e interpretar o QR Code capturado pela câmera!), contendo mensagens de texto bastante complexas (mais de 1.000 caracteres).

Multifuncional ou FCC ou impressora multifuncional (entrada e saída)

É um scanner “preso” no topo de uma impressora bastante comum nos últimos anos aliando as características de captura do scanner com a capacidade de impressão da impressora, criando um grande dispositivo capaz de fazer entrada e saída.

Modem - modulador/demodulador (entrada e saída)

Sua função é traduzir os pulsos elétricos digitais (existentes no interior do computador) em variações elétricas analógicas (forma de transmissão dos dados na linha telefônica). Quando um modem realiza o processo de tradução digital-analógico, dizemos que ele está realizando uma modulação. Quando o modem faz o processo inverso (analógico-digital), essa tradução é chamada de demodulação.

Atualmente, os modems convencionais (para linhas telefônicas) atingem uma taxa de transferência de 56 Kbps (leia-se 56 Kilobits por segundo). Não há modems telefônicos, nem em projetos futuros, que atinjam valores superiores. Mas já existem outros equipamentos de conexão em rede que usam outros sistemas que diferem da linha telefônica (ADSL, cabo, 3G etc.), que serão discutidos posteriormente. E não importa o “tipo” de modem que é, ele é classificado como periférico de Entrada e Saída. E, também, todo modem, não importando o tipo, faz modulação e demodulação.

Placa de rede/ LAN (entrada e saída)

Pode ligar vários equipamentos em redes locais, dentro das casas e empresas, exigindo certos equipamentos específicos, como cabos especiais, hubs, switches. Além desses, é necessário que cada computador possua um pequeno equipamento capaz de se comunicar através dessa estrutura de cabeamentos, chamado de placa de rede, ou adaptador de rede ou NIC (Placa de Interface de Rede).

A maioria dos equipamentos (cabos, placas, concentradores etc.) para redes é construído seguindo a arquitetura de funcionamento Ethernet. Daí a razão por que, atualmente, as placas de rede são normalmente chamadas de placas Ethernet.

Ethernet é, hoje, “sinônimo” de LAN com fios. Isso se dá porque hoje em dia, Ethernet é a tecnologia mais usada para fazer redes locais (LAN) com fios (cabeadas)!

O padrão mais usado hoje é o Fast Ethernet, no qual as placas de rede são construídas para atingir até 100 Mbps (Megabits por segundo) de velocidade de transferência. Por essa razão, as placas de rede atuais vêm com a seguinte inscrição: Placa de rede 10/100 (ou placa Ethernet 10/100). Isso indica que a placa pode se conectar a 100 Mbps ou a 10 Mbps (que é a velocidade da geração anterior, a Ethernet original), dependendo da necessidade.

A geração sucessora do padrão Fast Ethernet é 10 vezes mais rápida: o Gigabit Ethernet consegue 1.000 Mbps (ou 1 Gbps – 1 Gigabit por segundo). Todas as placas de rede atualmente vendidas (em laptops, desktops e afins) é nessa velocidade! Não há mais produtos novos no mercado que ofereçam placas de rede com fio de velocidades anteriores.

Mas se duas placas de rede de velocidades diferentes estão “conversando”, a velocidade dessa conversa é definida pela placa mais lenta.

Placa de rede Wi-Fi (entrada e saída)

Dispositivo de comunicação que permite ao computador se conectar a uma rede Wi-Fi (Wireless ou rede sem fio) classificadas segundo seus padrões, padronizadas segundo as normas do IEEE (Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos, instituição que padroniza tecnologias ligadas à informática), sob a norma 802.11.

• 802.11b: padrão mais antigo, usando frequência de 2,4 GHz e transmite dados a 11 Mbps.

• 802.11g: também utiliza a faixa de frequência dos 2,4 GHz, mas transmite dados a 54 Mbps.

• 802.11a: usa a faixa de frequência de 5 GHz para transmitir a 54 Mbps.

• 802.11n: é um padrão recente e está fazendo um grande sucesso. Garante transmissões da ordem de 300 Mbps (três vezes mais que o Fast Ethernet), usando as duas faixas de frequência possíveis (2,4 GHz e 5 GHz). Esse é o padrão mais usado e comercializado hoje em dia!

• 802.11ac: nova geração, esse padrão traz transmissões a 5 GHz com velocidades de 1.300 Mbps (1,3 Gbps). Isso é mais do que a rede Gigabit Ethernet! Esse padrão, porém, é tão novo que não há sequer a homologação (autorização) deste formato e apenas uma fabricante começou a produzir equipamentos para ele.

Placa de som (entrada e saída)

Capaz de transformar as informações digitais dos programas e jogos em som estéreo e para transformar os sons capturados de um microfone (ou de um instrumento musical, CD player etc.) e transformá-los em informações digitais para serem processadas pela CPU do computador.

Placa de vídeo (saída)

É o equipamento responsável por “desenhar” os dados que aparecem no monitor do computador, que saem da CPU em direção ao monitor passam pela placa de vídeo, que converte os sinais elétricos digitais em sinais RGB (as cores primárias). Sendo assim, o monitor já recebe os sinais da maneira como deve emiti-los para o usuário.

As placas de vídeo atuais trazem, consigo, sua própria “CPU” (chamada, na verdade, de “GPU” – ou Unidade de Processamento Gráfico), que trabalha desenhando a imagem que o usuário vê, determinando a cor de cada pixel da tela.

Algumas placas de vídeo “mais simples não possuem GPU, portanto utilizam o poder de processamento que a CPU do computador dá, tornando-os um pouco menos indicados para assistir a filmes e jogos.

Memória de Vídeo

É uma memória DRAM usada somente para armazenar os dados de imagem (pixels e suas cores) e todas as placas de vídeo (normais ou não) possuem. Quanto mais memória de vídeo uma placa dessas possuir, mais resolução e mais cores a imagem do computador pode apresentar; portanto, o principal definidor da qualidade da imagem é a placa de vídeo, e não o monitor.

Atualmente são comuns placas de vídeo normais com 256 MB de memória. As placas 3D exigem memórias de 512 MB até 2 GB. Mas, na realidade, se usarmos o computador apenas para tarefas simples, como digitar no Word e navegar na Internet, não precisaríamos de mais que uma placa de vídeo com 16 MB.

As Saídas ou encaixes da Placa de Vídeo

• Saída VGA: a saída normal (que aparece normalmente em azul), ligada em qualquer monitor analógico (monitores de computador – atuais e antigos – podem ser ligados no conector VGA). Serve tanto para monitores de LCD, LED, quanto para os monitores de CRT. É um conector analógico (os sinais que trafegam por ele são analógicos).

• Saída DVI: saída digital (normalmente um conector branco), usada para conectar monitores (e TVs) de LCD e LED mais modernos – oferece uma qualidade superior de imagem para esses dispositivos.

• Saída S-Vídeo: uma saída redonda, usada para ligar a placa de vídeo diretamente a uma TV comum (antiga).

• Saída HDMI: uma saída digital, normalmente usada para conectar o computador diretamente em TVs LCD e LED da nova geração. Oferece qualidade de imagem tão boa quanto a DVI (ou até melhor). Normalmente transporta vídeo e SOM, mas a maioria das placas de vídeo só o utiliza para transmitir sinais de imagem (vídeo).

• Saída Display Port: usada em apenas alguns tipos de placas de vídeo e computadores (é padrão nos computadores e laptops da Apple), este sistema digital de vídeo é promessa para o futuro.

Barramentos

Barramento de sistema

É dividido em três sub barramentos (ou três conjuntos de linhas) que cada conjunto de linhas é o caminho por onde trafega um tipo específico de informação.

• Barramento de dados ou linha de dados: responsável por transferir dados e instruções pertencentes aos programas que estão sendo executados no computador naquele instante. Sua largura de barramento de dados (32 ou 64 bits) determina a palavra daquele processador. Ou seja, um processador só é considerado de 64 bits se seu barramento de dados possuir essa largura. São informações nos dois sentidos (CPU → Memória e Memória → CPU), ou seja, ele é bidirecional.

• Barramento de endereços ou linha de endereço: por ele são transferidos os endereços das posições na memória principal que serão acessadas naquele momento. E quanto mais largo for o barramento de endereços de um computador, mais memória principal ele pode ter, pois mais posições de memória ele poderá endereçar. A capacidade de endereçamento de memória diz respeito à quantidade de posições de memória que uma CPU é capaz de gerenciar na memória RAM. Para obter o número exato de posições de memória possíveis usa-se a expressão: P = 2K. Onde P é o número de posições (células) de memória principal e K é a largura do barramento de endereços (em bits). Portanto, para um barramento de endereços de 32 bits (a maioria atualmente), a quantidade de células de memória que se pode ter é 232, ou seja, cerca de 4 bilhões de células! E como cada célula tem capacidade para apenas 1 byte, é correto afirmar que a maioria de nossos computadores só pode gerenciar cerca de 4 bilhões de bytes (4 gigabytes). Essa é a razão de nossos micros não poderem ter mais de 4 GB de memória RAM: a largura do barramento de endereços. Claro que já há processadores com barramentos de memória maiores (40 bits, por exemplo, que dão até 1 TB de capacidade de memória máxima), mas os sistemas operacionais (como o Windows, por exemplo) também são limitantes para o tamanho máximo da memória RAM! Esse barramento permite a comunicação apenas no sentido CPU para Memória, porque a CPU é quem determina qual endereço vai acessar na memória e o fará enviando tais sinais por esse barramento. A memória nunca enviará sinais de endereçamento (a memória nunca “envia” ou “ordena” nada!).

• Barramento de controle ou linha de controle: são transferidos os sinais de controle que a CPU envia para os demais componentes do micro ou recebe deles. A largura do barramento de controle é simplesmente desprezível, pois não determina nenhuma característica útil ao computador. Em suma, é pelo barramento de controle que os periféricos enviam os sinais de interrupção para a CPU!

Somente de que o barramento de sistema está na placa-mãe, sob a forma de um chip (a ponte norte). Esse barramento também é bidirecional. A CPU pode tanto enviar dados de controle por ele quanto pode receber (mas não da memória!). A CPU consegue receber sinais de controle vindos de outros dispositivos, como os periféricos de entrada. A memória apenas recebe sinais de controle, ela não envia sinais a nenhum outro dispositivo.

Barramentos de expansão

São as vias que fazem a informação trafegar entre o chipset e os periféricos do computador.

Barramentos internos: ligam o chipset aos equipamentos localizados dentro do gabinete. Existem vários tipos de barramentos para ligar os equipamentos internos, até porque existem vários equipamentos internos diferentes (e, mais importante, com formatos diferentes), como modems, placas de vídeo, HDs, gravadores de DVD etc.

Barramentos de expansão: também fazem parte da placa-mãe do computador e apresentam-se na forma de seus conectores (os slots e as portas visíveis a olho nu). Ou seja, não dá para ver realmente os barramentos, mas apenas seus slots e portas (os conectores nos quais encaixamos os cabos e dispositivos periféricos). Como:

Barramento IDE/ PATA/ ATA Paralelo

Foi usado para conectar as unidades de armazenamento internas (HD, drive de CD, gravadores de CD, drives de DVD etc.) à placa-mãe do computador e tinha largura de 32 bits conectados através de um cabo chamado Cabo Flat (Cabo “achatado”). Cada barramento permitia a conexão de apenas dois equipamentos de disco. Mas como já foi comum haver dois barramentos IDE (chamados de IDE primário e IDE secundário) em um computador o total de equipamentos de armazenamento interno chegava a quatro. Esse barramento não existe mais nas placas-mãe atuais, ele foi totalmente substituído pelo ATA Serial (Serial ATA), ou SATA.

Mestre e Escravo

Quando havia dois dispositivos (HDs, CDs, DVDs etc.) ligados em um mesmo barramento IDE, um deles era denominado mestre (master) e o outro escravo (slave). Normalmente, se definia quem era quem em cada dispositivo. Isso é possível realizando a configuração do dispositivo em seu painel traseiro através de jumpers (pequenos conectores ligados a pinos metálicos, fechando e abrindo circuitos). Ou seja, as configurações de mestre e escravo eram manuais. Como havia dois canais (barramentos) IDE independentes em um micro, os discos IDE instalados em um computador podiam ser configurados como: primary máster (mestre primário) e primary slave (escravo primário) – ambos ligados no canal IDE primário – e secondary master (mestre secundário) e secondary slave (escravo secundário) – ligados ao barramento IDE 1, chamado de canal secundário, ou seja, o segundo barramento IDE. Então, quando alguém disser “Instalei um disco de 80 GB como mestre primário e deixei o CD-ROM como mestre secundário” não será nenhum mistério? Mas, não existe mais o barramento IDE.

Barramento SATA (Serial ATA)

A razão de placas-mãe, hoje em dia, não trazerem mais slots IDE. O SATA é um barramento serial (isso quer dizer que tem largura de 1 bit) que traz inúmeras vantagens como a velocidade: um barramento SATA original (em 2002, aproximadamente) possuía velocidade de transferência da ordem de 150 MB/s, mas hoje, no SATA II, já se pode instalar um HD com velocidade de transferência de cerca de 300 MB/s. (Essa “geração” é normalmente conhecida como SATA 3 Gbps, embora efetivamente só transfira 2,4 Gbps – 300 MB/s). Hoje, porém, também já é possível encontrar (embora mais raramente) discos rígidos, gravadores de DVD e Blu-ray e SSDs fabricados com o barramento SATA III, ou SATA 6 Gbps, que transfere dados a 600 MB/s. Esta velocidade, porém, só poderá ser inteiramente aproveitada se a placa-mãe, possuir barramento SATA nesta geração. Num barramento SATA não dá para ligar mais de um disco (como no IDE), mas, em compensação, é possível haver, numa placa-mãe, diversos barramentos SATA (já que são muito simples de fabricar, pois só usam, tecnicamente, um único fio). Há placas-mãe com seis, oito e até mesmo doze conectores SATA disponíveis. Os dispositivos SATA admitem a técnica de hot swap (“troca a quente”), significa que os discos nessa tecnologia podem ser conectados e desconectados do computador com a máquina ligada, sem risco de dano para o micro ou para o disco.

eSATA (External SATA – SATA Externo)

É uma variação do SATA usada em discos rígidos externos, não se trata de um barramento diferente, mas de uma “extensão” do SATA. É um fio, conectado a algum slot SATA interno que fornece “portas” externas para a conexão de HDs e gravadores de DVD externos. Hoje em dia é muito comum instalar HDs em “cases” (caixas) para torná-los externos (removíveis), e uma das formas de conectá-los ao computador é por meio do slot eSATA e é normal, pelo menos nos laptops, que a porta eSATA também seja utilizável por dispositivos USB porque os dois formatos são “parecidos”.

Barramento ISA

Comum em micros antigos para encaixar placas de expansão, como modems, placas de som, placas de vídeo, entre outros, o barramento ISA já não é mais fabricado em placas-mãe desde 1998 mais ou menos, por ser muito lento em relação às novas tecnologias e não possuir a característica plug and play, ou seja, qualquer equipamento conectado a esse barramento deve ser instalado no computador através de um processo manual. O Windows não reconhece automaticamente a presença de equipamentos conectados a esse barramento, como faz em outros barramentos do computador.

Barramento PCI

Substituto do barramento ISA, sendo também é usado para qualquer tipo de equipamento em formato de placa (placas de expansão), como modem, placa de rede, placa de som, placa de vídeo e afins. Atualmente, não é possível encontrar nenhum ISA nas placas-mãe, mas é possível, ainda, encontrar alguns PCI, sendo muito mais veloz que o barramento ISA, e ser plug and play, característica que permite que os componentes encaixados a esse barramento sejam automaticamente detectados pelo sistema operacional do computador (Windows, no nosso caso).

Barramento AGP

Foi um barramento criado apenas para uso por apenas placas de vídeo. Sua taxa de transferência era muito superior à do barramento PCI. Foi um barramento que esteve presente em quase todas as placas-mãe, com exceção daquelas que já traziam a placa de vídeo on-board. Não se usa mais esse barramento, apesar de ainda existirem algumas placas mãe (as antigas).

Barramento PCI Express/ PCIe

É um barramento serial usado para conectar qualquer tipo de equipamento em forma de placa (modem, placa de rede, placa de vídeo, placa de som etc.). Cada placa-mãe vem com várias linhas (em média 32 linhas) que podem ser combinadas de diversas formas em vários slots (isso depende do modelo de placa-mãe). Cada linha PCIe consegue transmitir dados a uma velocidade de cerca de 250 MB/s. Em um slot com 16 linhas (chamado de PCIe x16), atinge-se, claro, 16 vezes mais velocidade (cerca de 4 GB/s). Um exemplo de combinações possíveis: numa placa-mãe que tenha circuito controlador de 48 linhas PCIe, os slots poderiam estar distribuídos desta forma: 2 PCIe x16, 1 PCIe x8, 1 PCIe x4 e 4 PCIe x1 (totalizando 48 linhas). E apesar de ser possível realizar esses vários tipos de junções de linhas na placa-mãe, as duas configurações mais comuns de PCI Express são os extremos (x1 – que usa apenas uma linha – e x16, que usa 16 linhas e é usado apenas para placas de vídeo).

Barramento SCSI (lê-se “iscâsi”)

Muito versátil, podendo ser usado para conectar diversos tipos de equipamentos, como scanners e impressoras e também em servidores de empresas, que normalmente precisam de uma maior velocidade de conexão com os discos rígidos, CDs, unidades de fita etc., um exímio concorrente para o barramento SATA.

Vantagens: pode conectar até 15 equipamentos ao mesmo tempo (contra apenas dois do IDE), permitindo uma expansão da capacidade de armazenamento do computador muito mais facilitada. Outra vantagem é a taxa de transferência, que pode chegar até a 320 MB/s (hoje, porém, o SATA já consegue atingir velocidades muito superiores). Não é comum encontrar slots SCSI em placas-mãe; portanto, utiliza-se uma placa de expansão para que esta consiga conectar-se aos equipamentos SCSI chamada de controladora SCSI.

O barramento SCSI é originalmente paralelo (possui largura de 16 bits). Mas, um barramento serial pode ser muito mais veloz que um barramento paralelo, pois nos paralelos há limitações impostas pela indução eletromagnética que um fio faz nos seus vizinhos (há muito ruído que atrapalha a transmissão).

Os servidores atuais estão utilizando uma “variação” serial do SCSI: o barramento SAS (Serial Attached SCSI – SCSI Anexado Serial). É uma conexão ponto a ponto (ou seja, não exatamente um barramento) que permite a ligação de discos SCSI em um ambiente de conexão serial, ambos são para servidores (computadores centrais das empresas), pelo custo e pela velocidade que oferecem.

Barramento PS/2

Utilizado para conectar mouse e teclado, sendo lento (transfere dados com pouca velocidade) e funciona de forma serial (ou seja, sua largura é de 1 bit apenas – ele transfere um bit por vez). Há duas portas na parte traseira do gabinete, uma para o mouse e a outra para o teclado.

Barramento Serial

Usado por uma série de equipamentos que transferem relativamente pouca informação, como mouses, modems, câmeras (webcam) etc. Quando não havia porta PS/2 no micro, o mouse normalmente era conectado a uma das portas seriais disponíveis. Foi padronizado seguindo-se a norma técnica RS-232 (padrão oficial projetado pela EIA – Electronic Industries Association). Ou seja, qualquer prova que citar o RS-232 está se referindo à porta serial comum de um computador. Os conectores mais comuns para o barramento serial são o DB-9 (que usa nove pinos), o DB-15 (que usa 15 pinos) e, o mais antigo, o DB-25 (25 pinos). O barramento serial utiliza apenas um único canal de transmissão de dados (largura de 1 bit). Ou seja, os bits são transmitidos em fila, um a um, daí o nome barramento SERIAL (em série).

Barramento Paralelo

Bastante antigo, que usa conector DB-25 (antigamente usado pelo barramento serial). A porta paralela (um computador tinha normalmente uma) era usada para conectar equipamentos que exigiam um tráfego de dados mais intenso, como impressoras, scanners, unidades de armazenamento externas (como os antigos zip drive, por exemplo) etc.

Barramento USB (Universal Serial Bus – Barramento Serial Universal)

Mais utilizado atualmente em que todo tipo de equipamento periférico externo é ligado pela porta USB sendo substituto dos barramentos serial, paralelo e PS/2.

Um computador atual pode conter diversas portas USB em sua traseira (normalmente de 4 a 10), permitindo a conexão de diversos equipamentos, como impressoras, scanners, teclados.

Podem ser conectados 127 equipamentos diferentes em fila, ou seja, um ligado ao outro. Ex.: você pode conectar ao seu computador um equipamento que vai funcionar como um “T”. Esse equipamento, chamado Hub USB, tem a finalidade de se conectar a uma porta e fornece várias portas para outros equipamentos.

O barramento USB original conseguia uma taxa de transferência de até 12 Mbps (o equivalente a 1,5 MB/s). O padrão USB 2.0 já é o mais comum nos atuais computadores sua velocidade é de cerca de 480 Mbps. Já é possível, porém, encontrar barramento (e periféricos) USB 3.0 que permite a transferência de informações a 4,8 Gbps (10 vezes o USB 2.0), o que equivale a 600 MB/s.

Os encaixes do USB 3.0 (portas na placa-mãe) aceitam a conexão de cabos USB das versões anteriores. O plug do tipo “A”, que é a parte do cabo que se encaixa justamente na placa-mãe, é muito semelhante aos anteriores. Já o plug “B”, que é a parte que encaixa no dispositivo periférico (impressora, scanner, disco rígido externo) é bem diferente, não sendo compatível com as versões antigas.

O USB conta com a característica de ser Hot Swap (permitir a conexão e desconexão de dispositivos do computador sem precisar desligar ou reiniciar a máquina). Sendo também a verdadeira personificação do Plug and Play. Qualquer equipamento conectado a qualquer porta USB é automaticamente reconhecido pelo sistema operacional do computador, o que facilita muito a sua instalação. Por isso, diz que o USB é um barramento Hot Plug and Play.

Barramento Firewire (IEEE 1394)

É incrivelmente rápido, criado originalmente para equipamentos de som, vídeo, instrumentos musicais e afins. Foi regulamentado pela norma IEEE 1394, um instituto que reúne diversos cientistas e engenheiros em eletrônica e informática, que definem o funcionamento de diversos padrões da indústria mundial. Sua taxa de transferência atinge os 800 Mbps (ou 100 MB/s).

Também pode ser usado por vários equipamentos ao mesmo tempo, em um total de 63 dispositivos. Também existem hubs firewire que funcionam de forma análoga aos hubs USB.

Por ser um pouco mais “caro” para a indústria, o IEEE 1394 não se tornou padrão de mercado, e provavelmente nem vai, especialmente com a chegada do USB 2.0 (e, agora, com o USB 3.0). Lembre-se: tanto o barramento USB quanto o firewire funcionam de forma SERIAL, ou seja, enviando um bit por vez.

Barramento Thunderbolt

Criado pela Intel, em parceria com outras empresas, e está, aos poucos, sendo adotado pela indústria. Os micros Macintosh, da Apple, inclusive os laptops desta empresa, já trazem o barramento Thunderbolt consigo. Ela é a mesma porta usada para conexão de monitores (Minidisplay Port) e promete entregar dados a uma velocidade de 10 Gbps (mais de 2x o que o USB 3.0) – já existem placas-mãe para PC com esse barramento, mas elas são, ainda, incomuns.

Bluetooth

Usada para conexão de equipamentos sem uso de fios a curtas distâncias, através dos sinais de radiofrequência. Quando um dispositivo equipado com bluetooth entra em uma área de cobertura da transmissão, ele é imediatamente localizado pelos demais equipamentos, e começa a se comunicar imediatamente. Ou seja, a tecnologia bluetooth é completamente hot plug and play, pois a detecção de um equipamento não requer o desligamento do computador.

A frequência de operação do bluetooth é de 2,4 GHz, e a distância ideal de conexão é de 10 metros. Um grande problema para essa tecnologia é que sua frequência pode sofrer interferências de outras frequências idênticas, como as praticadas pelos fornos de micro-ondas e alguns telefones sem fio, celulares e também as placas de rede sem fio da arquitetura 802.11. Atualmente, embora já seja muito utilizado em informática, é comum usar o bluetooth para realizar a comunicação entre dispositivos portáteis como celulares e tablets. Bluetooth é uma tecnologia para criar WPAN (Wireless PAN – ou redes pessoais sem fio).

RAID (Tabela Redundante de Discos Independentes)

Tecnologia para armazenamento de dados em HDs que aumenta os recursos do barramento utilizado (seja SATA ou SCSI) sendo possível combinar vários HDs para que estes funcionem como se fossem um único disco. Quando ligamos dois HDs num computador, eles são completamente independentes entre si, “nem se ajudam, nem se atrapalham”, mas, com RAID, haverá uma relação estreita entre eles, que pode ser definida pelo modo de operação escolhido do RAID.

RAID 0 (Stripping – Enfileiramento)

Dois ou mais discos rígidos funcionarão como um único, e suas capacidades serão somadas. Ex.: dois discos rígidos de 1 TB aparentarão ser um único disco de 2 TB e quando um arquivo for gravado, metade dele vai para um disco, a outra metade é gravada no outro. Isso torna o sistema muito mais rápido (tanto na leitura dos dados quanto na escrita destes), porque levará metade do tempo para se gravar um arquivo. Mas, nesse caso, se um dos discos falhar, não adiantará nada ter “meios-arquivos” no outro, e perderemos todos os dados. Ele traz velocidade, mas não segurança.

RAID 1 (Mirroring – Espelhamento)

Dois ou mais discos rígidos funcionarão como apenas um, mas eles serão sempre cópias idênticas. Cada arquivo gravado é colocado em todos os discos ao mesmo tempo. Ex.: dois discos de 1 TB serão combinados e aparentarão ser, para o sistema operacional, um único disco de 1 TB.

O sistema fica mais rápido apenas no processo de leitura dos dados (em comparação a um sistema que não usa RAID). Não há ganho de velocidade no processo de escrita dos dados. Mas haverá ganhos significativos no quesito de segurança do sistema.

No momento em que um disco rígido falhar, o outro assumirá imediatamente a sua posição sem que o sistema seja afetado, como se nada tivesse acontecido. Pouquíssimas vezes será necessário desligar e religar o computador. Isso confere ao RAID 1 a característica de tolerância a falhas.

RAID 1+0 (também chamado RAID 10) (Mirror + Strip)

Só pode ser executado com quatro discos rígidos (no mínimo). Este é um modo combinação dos dois primeiros, em que uma dupla de HDs funcionará em RAID 0 (somando suas capacidades e acelerando o sistema) e os outros dois serão apenas uma cópia do primeiro par. Essa opção é a mais cara de todas, pois exige a presença de quatro discos.

É muito comum em servidores de empresas para aumentar a velocidade e a confiabilidade do sistema, mas já está sendo possível aos usuários domésticos o acesso a esse tipo de tecnologia através das novas placas-mãe que incluem o RAID como recurso próprio. Praticamente todas as placas mãe de médio porte oferecem RAID nos barramentos SATA.

Fonte de alimentação

É um dispositivo que recebe a energia em corrente alternada da empresa elétrica (normalmente depois de passar por um estabilizador) e divide essa energia, distribuindo-a para os diversos dispositivos internos do gabinete, como a placa-mãe, a placa de vídeo, os HDs, entre outros.

As fontes atuais seguem o padrão ATX de funcionamento (antigamente, 1998, as fontes eram consideradas apenas AT).

Uma fonte era controlada manualmente, ou seja, via interruptores: funcionava quando o usuário apertava o interruptor para ligar o micro e parava de funcionar quando o usuário, manualmente, desligava aquele mesmo interruptor. Ex.: o Windows (95 e 98) esperava (com uma tela preta contendo a mensagem “SEU COMPUTADOR JÁ PODE SER DESLIGADO COM SEGURANÇA” em letras laranja) que o usuário desligasse o computador.

As fontes ATX são eletrônicas, controladas por software (que sabe enviar mensagens à placa-mãe e esta as repassa à fonte), podendo se desligar automaticamente.

Uma fonte ATX também se liga automaticamente desde que o computador esteja configurado para “acordar” quando receber um estímulo específico (como uma chamada no modem ou uma comunicação via placa de rede). Para isso, o micro tem de estar em stand-by (modo de espera), ou seja, não estar totalmente desligado, apenas em estado de baixo consumo de energia.

Outra coisa com relação às fontes é sua capacidade de carga (potência máxima que suporta). As fontes mais comuns suportam cerca de 300W de carga interna (1 placa-mãe, 1 HD, 1 gravador de DVD, 1 placa de vídeo normal). Mas também tem fontes mais potentes com 500, 700 e até 1.000 Watts). Certifique-se, porém, de ver se a potência da fonte é REAL. Apenas fontes de marcas muito boas e mais conceituadas (e mais caras) são realmente potentes para gabinetes que contenham mais equipamentos.

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Software

Pequena definição sobre software

Como funciona um programa?

Tipos de softwares

O que são arquivos?

O que são pastas?

Estrutura dos discos

Sistema de arquivos

FAT (Tabela de Alocação de Arquivos)

NTFS – Sistema de arquivos do NT

Processo de inicialização do computador

Setor de boot

Múltiplos sistemas operacionais

Sistemas operacionais – conceitos

Componentes do sistema operacional

Tipos de sistemas operacionais

Quanto à execução de programas

Quanto à quantidade de usuários

Linux – O “Patinho” Feio?

Sistemas operacionais famosos

iOS – Sistema operacional do iPhone e iPad

Android – o sistema operacional da Google

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Windows

Pequeno histórico do Windows

Características básicas do sistema Windows

Como o Windows entende as unidades

Como o Windows trata os arquivos

Extensões dos tipos de arquivos mais comuns no Windows

Arquivos usados no dia a dia

Arquivos de multimídia

Atalhos

Windows 7 – O mais atual

Principais componentes do Windows 7

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Minimizando uma janela

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Windows

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Linux

O conceito da licença pública GNU

software livre

Sistema operacional UNIX

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Características do Sistema Linux

Alguns comandos básicos

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O sistema de arquivos e diretórios importantes

Instalação de novos programas

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Usando o floppy disk no Linux

Usando o CD-ROM no Linux

Resumo do Linux

Outras informações

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Redes de computadores: princípios e fundamentos de comunicação de dados

Introdução

Endereçamento IP

Endereço de “loopback”

Máscara de rede

Endereço de difusão (“BROADCAST”)

Sub-redes

Conceitos iniciais

Classificação das redes

Quanto à extensão

Sistemas de comunicação

Quanto ao funcionamento

Classificações da transmissão

Quanto ao tipo de transmissão

Quanto ao sentido da transmissão

Quanto à sincronização da transmissão

Quanto à comutação (chaveamento) utilizada na transmissão

Problemas em uma transmissão

Meios físicos de transmissão

Cabo de par trançado

UTP – o cabo não blindado

STP – o cabo blindado

Os fios do cabo de par trançado

Cabo direto versus cabo cruzado

Cabo coaxial

Fibra óptica

Ondas eletromagnéticas

Topologias de rede

Topologia em barra (barramento)

Topologia em anel

Topologia em estrela

Topologia física versus topologia lógica

Topologia lógica em estrela

Topologia lógica em barramento

Topologia lógica em anel

Um pouco mais sobre comutação de pacotes

Agora, os pacotes em si!

Arquiteturas de rede

Ethernet (IEEE 802.3)

Como funciona a arquitetura Ethernet?

CSMA/CD

Conclusões sobre a arquitetura Ethernet

Token Ring (IEEE 802.5)

Quadro Token (permissão)

Wi-Fi (IEEE 802.11) – Redes LAN sem fio

Subpadrões 802.11

CSMA/CA

Segurança nas redes Wi-Fi

WEP (Wired Equivalent Privacy)

WPA (Wi-Fi Protected Access)

WPA 2 (IEEE 802.11i)

Mais glossário Wi-Fi

MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output)

Hotspot

SSID

Arquiteturas para Mans e Wans

ATM

Frame Relay

WiMAX (IEEE 802.16)

IEEE 802 – redes de computadores

Equipamentos usados nas redes

Placa de rede (ou adaptador de rede)

Endereço MAC (endereço físico)

Dando outra olhada na comunicação na rede

Repetidor

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Hub passivo

Hub ativo

Ponte

Switch

Tabela de endereços MAC

Ponto de acesso (Access Point)

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Tabela de roteamento

Vários componentes de rede juntos

Modelos de camadas

Modelo de camadas ISO/OSI

Camada 1 – camada física

Camada 2 – camada de enlace (ou enlace de dados)

Camada 3 – camada de rede

Camada 4 – camada de transporte

Camada 5 – camada de sessão

Camada 6 – camada de apresentação

Camada 7 – camada de aplicação

O modelo ISO/OSI completo

Exemplificando a comunicação (visão do modelo OSI)

Modelo de camadas TCP/IP

O “copo de liquidificador universal”

As camadas do modelo TCP/IP

Protocolos da pilha TCP/IP

Protocolos de rede

Protocolo IP

Endereço IP

Parâmetros IP

Endereço IP do próprio micro

Endereço IP do gateway padrão

Máscara de sub-rede

ID da rede e ID do host

Analisando a máscara classe C

Endereço IP da rede e endereço IP de broadcast

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Redes de computadores: princípios e fundamentos de comunicação de dados

Analisando a máscara classe B

Analisando a máscara classe A

Classes de endereços IP na Internet

Então, que tal um resumo rápido?

Faixas de endereços reservados a redes privadas

Endereços IP especiais

Analisando máscaras de sub-rede binárias

Como o meu micro recebe os parâmetros IP?

IPv6 – nova forma de endereçamento na Internet

Endereços IPv6 especiais

Tipos de endereços IPv6

ID de rede e ID de host no IPv6?

Protocolo ICMP

Protocolo ARP

Protocolo RARP

Protocolos de transporte

Protocolo TCP

Estabelecimento de conexão TCP (aperto de mãos em três vias)

Protocolo UDP

Resumo TCP versus UDP

Portas

Socket

Protocolos de aplicação

SMTP

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HTTP

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Telnet

NNTP

DNS

DHCP

SNMP

RTP e RTCP

Outros protocolos conhecidos

Considerações finais

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Conceitos de Internet e Intranet

O que é internet?

Como a internet nasceu?

E a Internet aqui?

Internet 2

Conectando-se à Internet

Linha telefônica (Dial-Up)

ADSL

ADSL 2/ADSL 2+

Internet a cabo

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Internet via satélite

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Internet via rede celular

Como funciona a Internet

Modelo Cliente/Servidor

Domínios – nomes amigáveis

Hierarquia dos nomes de domínio

Domínio raiz (.)

Domínio de 1o nível (TLD e ccTLD)

Domínios versus nomes dos servidores

Registro de domínios no Brasil

URL – endereço único dos recursos na Internet

Serviços da Internet

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Funcionamento do correio eletrônico

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Páginas estáticas versus páginas dinâmicas

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VPN – Rede Privada Virtual

Intranet

Extranet

VoIP – voz sobre IP

Principais aplicativos para Internet

Navegadores (Browsers)

Internet Explorer

Mozilla Firefox

Google Chrome

Outros navegadores – a galera da “geral”

Programas de correio eletrônico

Mozilla Thunderbird

Microsoft Live Mail

Microsoft Outlook

Outros programas de correio

Considerações finais

Seite 9

Utilização de tecnologias, ferramentas, aplicativos e procedimentos associados a Internet e Intranet

Seite 10

Ferramentas e aplicativos de navegação, de correio eletrônico, de busca e pesquisa

Seite 11

Aplicativos para edição de textos e planilhas, geração de material escrito e multimídia (ambientes Libre Office e BrOffice).

Seite 12

Segurança da informação

Importância do tema

Engenharia social

Princípios de segurança

Como a segurança é burlada

Técnica de invasão

MITM

DHCP spoofing

DNS spoofing e DNS poisoning

Ataque MITM – divisão taxionômica

Denial of Service

MAC Flooding

Replay attack

ACK Storm

Eavesdropping / Sniffing

Exploits

Filtering

Hijacking ou roubo de sessão

Injection

Spoofing

Phishing

Sociedades secretas

Trojan

Tipos de cavalo de Troia

Key logger

Backdoor

Ransomware

Hijackers

Ferramentas de segurança

Firewalls

Sistemas de detecção de intrusos

Logs

Antivírus

Backup

Certificação digital

Criptografia

Algoritmos criptográficos de chave pública

Confidencialidade

Autenticidade

Assinatura digital

Algoritmos de assinatura digital

Certificado digital

Algoritmo de criptografia assimétrica

Criptografia simétrica

DES – Data Encryption Standard

AES – Advanced Encryption Standard

Cifra de César

Cifra de Vigenère

Cifras de transposição

A Régua de Saint-Cyr

Seite 13

Procedimentos de segurança

Seite 14

Noções de vírus, worms e pragas virtuais

Seite 15

Aplicativos para segurança (antivírus, firewall, anti-spyware, etc.)

Seite 16

Procedimentos de backup

Considerações iniciais

Noções básicas sobre backup

Backups em concursos

Para que o processo de backup é usado?

E para que o processo de backup não é usado?

Conhecendo o processo de backup

Como os backups são feitos?

Onde os backups são feitos?

Programas para backup

A bendita “marcação” dos arquivos – teoria original de backup

Atributo de arquivamento – a “marcação” do Windows

Tipos de backups

Backup normal (ou global)

Backup incremental

Backup diferencial

Backup diário

Backup de cópia

Resumo dos tipos de backup

Backups cíclicos – entendendo finalmente

Só é importante o último ciclo

Estratégia 1: usando apenas backups normais

Estratégia 2: usando backups normais + backups incrementais

Estratégia 3: usando backups normais + backups diferenciais

Estratégia 4: usando backups normais + incrementais + diários

Estratégia 5: usando backups normais + diferenciais + diários

Termos e trechos “especiais” nas provas

Palavras finais

Seite 17

Conceitos

de organização e de gerenciamento de informações,

arquivos, pastas e programas

Seite 18

Software

livre

Seite 19

Software

livre nos governos

Seite 20

Software

Público Brasileiro