Baixe Conceitos Básicos de Hardware e Software e outras Notas de estudo em PDF para Ciências Biologicas, somente na Docsity!
9
Byte e bit
Linguagem binária
Os computadores operam utilizando o sistema numérico baseado em dois dígitos, também conhecido como sistema numérico binário, assim como o sistema numérico baseado em 10 dígitos é conhecido como siste- ma numérico decimal.
Os computadores usam números binários e, consequentemente, dígitos binários no lugar de dígitos decimais. Para representar um dígito binário, uti- lizamos a palavra bit, que é a abreviação das palavras “binary digit” (dígito bi- nário). Enquanto os dígitos decimais possuem 10 valores possíveis, que vão de 0 a 9, os bits possuem apenas dois: 0 e 1.
Para representar uma letra da nossa escrita (caractere), o computador precisa de um grupo de 8 bits.
Por exemplo, para representar a letra V, em código binário:
V 0101 0110
Para representar o nome VERA, em código binário:
V 0101 0110 8 bits
E 0100 0101 8 bits
R 0101 0010 8 bits
A 0100 0001 8 bits
O código binário, então, é uma representação que transforma as letras e nú- meros de nossa escrita em uma codificação padronizada, em que sempre um byte possui 8 bits, porque com 8 bits em 1 byte é possível representar 256 valores, possibilidades ou caracteres diferentes, o suficiente para suprir nossa necessidade humana de representação escrita.
Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
10
Foi padronizada, então, uma tabela com a representação binária dos ca- racteres de nossa escrita, para que todos os computadores entendam da mesma forma. Ela é chamada de Código ASCII (American Standard Code for Information Interchange). A tabela ASCII é o padrão utilizado pelo mercado e contém 256 combinações diferentes, que representam todas as letras (maiús- culas e minúsculas), sinais de pontuação, acentos e sinais especiais.
Unidades de medida de bits e bytes
A unidade de medida, utilizada para organizar o armazenamento em me- mória do computador, é representada sempre em byte (8 bits).
Portanto, um múltiplo de bits: 8, 16, 32, 64 ou 128 bits, corresponde a: 1, 2, 4, 8 e 16 bytes, respectivamente.
Sendo assim, então o mercado utiliza as seguintes unidades de medida: 1 byte = 8 bits 1 kilobyte (KB) = 1 024 bytes 1 megabyte (MB) = 1 024KB (1 024 x 1 024 bytes) 1 gigabyte (GB) = 1 024MB (1 024 x 1 024 x 1 024 bytes) 1 terabyte (TB) = 1 024GB (1 024 x 1 024 x 1 024 x 1 024 bytes) 1 petabyte (PB) = 1 024TB (1 024 x 1 024 x 1 024 x 1 024 x 1 024 bytes) 1 exabyte (EB) = 1 024PB (1 024 x 1 024 x 1 024 x 1 024 x 1 024 x 1 024 bytes)
Byte, portanto, é a unidade de medida utilizada pelo Mercado para quan- tificar dados em computadores, em que 1 byte é composto de 8 bits.
Existem literaturas que fazem referência, também, à palavra byte como octeto, ambos os nomes significam o mesmo.
IESDE Brasil S.A.
Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
12
elevado e centralizado em grandes Bancos de Dados. Os setores Financeiro, Governo, e empresas com esse tipo de necessidade, são os usuários mais tradicionais desse tipo de computador.
Wikimedia Commons/Fleshgrinder.
Mainframes.
Microcomputador
Microcomputador é um computador baseado em um microprocessador. Lançado em 1981, pela IBM. O objetivo de sua criação, na época, era atender um mercado potencial de computadores para funções e trabalhos individuais (PC – Personal Computer). O desafio dos PCs seria o de levar uma certa capa- cidade de computação ao nível pessoal de utilização, permitindo, inclusive, que o equipamento fosse colocado sobre uma mesa de trabalho individual, pois, na época, existiam apenas os grandes e muito caros computadores de grande porte, ou mainframes, que ocupavam salas inteiras refrigeradas. O PC popularizou a computação na época criando conceitos, formatos de traba- lho e novos modelos de computação distribuída (redes).
Wikimedia Commons/Tom Murphy VII.
Antigo microcomputador. Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
13
Os microcomputadores, como conhecemos hoje, possuem modelos es- pecíficos desenvolvidos pela indústria para tarefas específicas, sendo os mo- delos mais comuns:
Desktop
Desktop, ou computador de mesa, é o equipamento mais popular e co- mumente encontrado, composto de uma torre ou CPU (Unidade Central de Processamento), um monitor, um teclado e o mouse.
Na CPU, estão instalados o processador central e várias placas de controle de periféricos do equipamento, como vídeo, som e rede, e todos obrigatoria- mente estão conectados em uma placa chamada placa-mãe (motherboard). Na torre CPU, também se encontram o disco rígido (Hard Disk ou HD) e os leitores de CD/DVD, e outros dispositivos que o usuário venha a personalizar no equipamento para trabalhos específicos, como placas para captura de vídeo, receptoras de TV ou FM etc.
Divulgação.
Desktop.
Servidor
Servidor é um computador específico para uma alta capacidade de pro- cessamento e armazenamento de dados; geralmente, é utilizado em missões de gerenciamento de Rede de Usuários, Banco de Dados ou missões especí-
Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
15
Palm Top
O Palm Top, originariamente, foi desenvolvido como um computador de di- mensões reduzidas, para caber na palma da mão (palm), com uma capacidade computacional suficiente para acessar e-mail, editar uma planilha, agenda ele- trônica, calculadora, ouvir música etc. Trazendo, como novidade, a possibilidade de conexão e sincronização dos dados armazenados em outros computadores.
Palm Top.
Divulgação.
Atualmente, alguns modelos de telefones celulares (smartphones) já são dotados com funcionalidades em fotografia, música, navegação na internet, agenda, calculadora, GPS, além do telefone. Essas incorporações de funções estão fazendo desses telefones os substitutos naturais dos palms.
Divulgação.
Celular tipo smartphone.
A computação hoje
Um computador, como conhecemos hoje, precisa de duas partes distin- tas, que trabalham sempre integradas para fazê-lo funcionar: o hardware e o software. Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
16
Hardware
O hardware é a parte física do computador. A CPU, onde estão suas placas eletrônicas, o teclado, o mouse e o monitor são os componentes de hardware de um microcomputador.
Software
Chamamos de softwares os programas que executam funções estabele- cidas. Essas funções, quando integradas de forma ordenada e objetiva, são chamadas de ferramentas ou aplicativos, cuja finalidade é executar tarefas das mais variadas no computador. Um bom exemplo de aplicativo é o Word, cuja finalidade é ser uma ferramenta de editoração de texto.
Estrutura do hardware
O hardware do microcomputador
CPU
A Unidade Central de Processamento de um microcomputador é cha- mada de CPU (Unidade Central de Processamento), ou torre; é a principal parte de um microcomputador. Nela estão instalados o processador central, as placas de memória, o chipset e as várias placas de controle de periféricos do equipamento, como vídeo, som e rede. Todas essas placas são conecta- das a uma placa central, chamada placa-mãe (motherboard), utilizando um ou mais conectores, chamados de slots de conexão. Na torre, também se encontram o disco rígido (Hard Disk ou HD), os leitores de CD/DVD, espaço para outros dispositivos que o usuário venha a instalar, além das entra- das para outros dispositivos externos, como celulares, câmeras de foto e vídeo, pen drives, tocadores de música etc.
Todos os dispositivos na torre são alimentados por energia elétrica, pro- veniente de uma fonte interna.
Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
18
Um processador de 500MHz executa 500 milhões de ciclos por segundo.
Um processador de 800MHz executa 800 milhões de ciclos por segundo, portanto, roda o software mais rápido que o de 500.
Memória cache
Memória cache é um recurso técnico utilizado pelo processador para ganhar agilidade no processamento, e consiste em uma área de memória do processador onde ficam armazenados os dados mais utilizados. Estar com o dado no cache significa que o processador não precisaria esperar para que essa informação fosse resgatada no disco rígido, o que, em termos de pro- cessamento, significaria perder um tempo precioso.
Tamanho da palavra (Word)
Tamanho da palavra é uma característica ou propriedade do processador e significa, na prática, a quantidade de informação interpretável pelo pro- cessador a cada ciclo. Portanto, quanto maior for o tamanho da palavra no processador, maior será sua capacidade de processar instruções maiores por ciclo.
Atualmente, no mercado, encontramos processadores com tamanho de palavra de 32 e 64 bits.
O sistema operacional utilizado deve ser compatível com o processador, isto é, se usamos um processador de 64 bits, temos de utilizar um sistema operacional também de 64 bits.
Núcleos de execução
Quando se executam diversos programas ao mesmo tempo, nos proces- sadores comuns, esses programas são executados em pequenos intervalos de tempo de alguns milésimos de segundo, alternando-se entre os diver- sos programas. Esses intervalos são chamados de Time Slice. O usuário tem a sensação de que realmente o computador executa inúmeros programas ao mesmo tempo, mas, na verdade, apenas um programa está sendo executado por vez.
Processadores duais, então, permitem que sejam executados realmente dois processos por vez, aumentando o desempenho global do computador, pois possuem núcleos de execução duplicados. Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
19
Atualmente, no mercado, existem processadores com dois e quatro nú- cleos de execução:
Intel
Dual Core (dois núcleos) e Quad Core (quatro núcleos)
AMD
Phenom X2 (dois núcleos) e Phenom X4 (quatro núcleos)
Processador.
Divulgação.
Memórias
Existem dois tipos de chip de memória instalados na placa-mãe, a memó- ria do tipo RAM e a memória do tipo ROM.
Memória RAM
Memória RAM (Random Access Memory), é a memória utilizada pelo sistema operacional do computador (Windows, Linux), e também onde são carregados os programas (softwa- res) ou aplicativos do usuário. Possui a vanta- gem do acesso aleatório, que significa acesso a qualquer posição e em qualquer momento rapidamente, na memória, pelo processador. Uma de suas características é a de ser uma memória volátil, isto é, ao interromper a ener- gia elétrica, todo seu conteúdo é apagado.
Divulgação.
Memória RAM.
Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
21
Divulgação.
Chipset.
Barramento (bus)
Também conhecido como bus, é o nome dado ao conjunto de vias que fazem a informação trafegar dentro do computador, ligando o processador central com as placas controladoras externas, que se encaixam na placa-mãe através dos slots.
Existem vários tipos (padrões) de barramento utilizados pela indústria de computadores, o que permite flexibilidade e variedade de interconexão das placas controladoras externas com o processador.
Os tipos mais conhecidos são:
ISA (Industry Standard Architecture)
É o padrão mais antigo no mercado, utilizado nos primeiros micro- computadores.
BARRAMENTO LOCAL VLSI BARRAMENTO ISA
PROCESSADOR CONTROLADOR DO BARRAMENTO ISA
Esquema de operação do barramento ISA
VLSI IESDE Brasil S.A.
Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
22
Placa adaptadora e slot ISA de 16 bits
IESDE Brasil S.A. VLSI
EISA (Extended Industry Standard Architecture)
Um consórcio, liderado pelas empresas Compaq e Intel, desenvolveu no passado uma arquitetura de barramento que possibilitava uma taxa de transferência de dados mais alta que o ISA. Além de permitir uma taxa de transferência de dados maior, tal arquitetura mantinha toda a compatibilida- de retroativa com os barramentos dos PCs ISA mais antigos.
CACHECPU BARRAMENTO LOCAL SUBSISTEMA DEMEMÓRIA
DA MEMÓRIA CMOS PARA OCONTROLE POR^ SOFTWARE BARRAMENTO EISA
CONTROLADORDE DISCO PLACA DEREDE PLACA DE MODEM I/O
BARRAMENTO EISA 32BARRAMENTO ISA 16 bits^ bits/8,33MHz/8MHz
IESDE Brasil S.A.
CONTROLADORGRÁFICO
EISA
IESDE Brasil S.A.
Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
24
Outros tipos não muito conhecidos
AMR (Audio Modem Riser) : o slot AMR foi desenvolvido para ser usado especialmente para funções de modem e áudio. Seu projeto foi lidera- do pela Intel.
CNR(Communications and Network Riser) : o padrão CNR surgiu em substituição ao AMR, também da Intel. O principal diferencial do CNR é o suporte adicional a recursos de rede, além dos de áudio e modem.
ACR(Advanced Communications Riser) : o padrão ACR tem seu proje- to liderado pela AMD, e é voltado a comunicações de rede e USB.
VESA(Video Electronics Standards Association) : funciona, fisicamen- te, como uma extensão do padrão ISA (há um encaixe adicional, após um slot ISA, nas placas-mãe compatíveis com o padrão). O VESA é um padrão de slot homologado por um grupo de empresas interessadas na sua adoção como padrão de mercado.
CPU BARRAMENTO LOCAL CACHE
SUBSISTEMA DEMEMÓRIA
PLACA DEREDE
BARRAMENTO ISA 16 bits/8MHz
CONTROLADORGRÁFICO CONTROLADOR DEDISCO
PLACA FAX MODEM
CONTROLADORVL BUS
I/O I/O I/O
CONTROLADOR DEBARRAMENTO ISA
VL BUS 32 bits/33MHz
Barramento VESA ( Local Bus )
MCA (Micro Channel Architecture) : idealizado pela IBM para ser o substituto do padrão ISA. Essa tecnologia foi desenvolvida pela IBM, que cobrava royalties para sua utilização.
Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
25
Placas controladoras : as placas controladoras possuem circuitos e processadores independentes, e são utilizadas no computador para processar trabalhos específicos, como CD, vídeo, rede, música etc., ali- viando, dessa forma, a carga de trabalho da CPU central.
Divulgação.
Placa controladora de som.
Disco rígido (Hard Disk) : o disco rígido, ou HD (Hard Disk), é um dispo- sitivo de armazenamento de dados, onde são guardados todos os tipos de arquivos digitais. Arquivos do usuário, como texto, fotos, música, fil- mes, do sistema operacional (Windows, Linux) e das aplicações instala- das no computador (Word/Excel/PowerPoint e outras). Os Hard Disk são fornecidos em modelos com diversas capacidades de armazenamento.
Divulgação.
Wikimedia Commons/SPBer.
Hard Disk.
Unidade leitora e gravadora de CD/DVD
Altamente divulgado pelo mercado, e muito popular nos computadores, é um dispositivo que permite a leitura dos discos de CD e também de discos de DVD pelo computador. Os mais modernos dispositivos, atualmente, permitem
Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
27
Dispositivos amigáveis de conexão
Dispositivos amigáveis de conexão são aqueles em que o usuário não precisa ter conhecimento técnico para instalar no computador, são simples- mente conectados e reconhecidos pelo computador, e vêm atendendo a crescente demanda de conexão no computador dos dispositivos domésti- cos, como tocadores de música, câmeras fotográficas etc.
USB (Universal Serial Bus)
Em 1995, um conjunto de empresas, entre Microsoft, Intel, NEC, IBM e Apple, e outras, formaram um consórcio para estabelecer um padrão de co- nexão, cujo objetivo principal era o de ser de fácil utilização pelo usuário do- méstico ou leigo em computação, permitindo até a conexão do dispositivo com o computador ligado.
Trata-se de uma tecnologia que tornou mais simples, fácil e rápida a co- nexão de diversos tipos de aparelhos (câmeras digitais, HDs externos, pen drives, mouses, teclados, MP3 Players, impressoras, scanners, leitor de cartões etc.) ao computador. O reconhecimento e configuração do dispositivo co- nectado é automático pelo sistema operacional, e ainda existe a vantagem da padronização do conector em todos os aparelhos, evitando, assim, o uso de um tipo específico de conector para cada dispositivo.
Divulgação.
USB.
Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
28
FireWire (i.Link, IEEE 1394 ou High Performance Serial Bus/HPSB)
FireWire é uma tecnologia que surgiu para permitir a conexão e a comuni- cação em alta velocidade de vários dispositivos entre si, especialmente entre um computador e um ou mais aparelhos compatíveis. A vantagem compara- tiva com o USB é a velocidade de transmissão, que é muito mais alta.
É bastante utilizado para conexão de dispositivos modernos, que preci- sam trafegar volumes muito grandes de dados para o computador, como, por exemplo, uma filmadora digital.
FireWire.
Divulgação. Divulgação.
Bluetooth
Bluetooth é uma tecnologia que surgiu para permitir a conexão e a co- municação entre computadores, smartphones, telefones celulares, mouses, teclados, fones de ouvido, impressoras e outros dispositivos, utilizando ondas de rádio no lugar de cabos. Assim, é possível fazer com que dois ou mais dispositivos troquem informações somente com a simples aproximação entre eles.
A transmissão de dados é feita através de radiofrequência, permitin- do que um dispositivo detecte o outro, independente de suas posições, desde que estejam dentro do limite de proximidade. Esse limite de proxi- midade foi organizado e dividido em três classes, o que classifica o tipo de aparelho: Classe 1 – potência máxima de 100MW, alcance de até 100 metros; Classe 2 – potência máxima de 2,5MW, alcance de até 10 metros; Classe 3 – potência máxima de 1MW, alcance de até 1 metro.
Bluetooth.
Divulgação.
Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
